Фамилия Пацаул — редкий случай, когда основа не поддаётся однозначной славянской этимологии. В ней нет привычных русских суффиксов -ов, -ин или -ский, а окончание -ул наводит на мысль о заимствовании. Скорее всего, перед нами — окаменевшее прозвище, которое перешло в фамилию без дополнительного оформления, как это бывает у украинских, молдавских или южнорусских фамилий (ср. Коваль, Гайдук, Шахрай).

Корень «пац-» в русских говорах и украинском языке связан с «пацюк» — так на юге называли крысу, а в переносном смысле — неопрятного или юркого человека. В польском и белорусском «pac» означало «хлопок», «шлепок», а «pacać» — хлопать, бить. Отсюда «пацаул» могло быть прозвищем драчуна или того, кто работает с глухими ударами (например, кузнеца, бьющего молотом). Однако окончание -аул выглядит как тюркское или румынское влияние: в молдавском «pățâul» могло означать «пострадавший» или «тот, кто попал в беду», а в тюркских языках «пача» — нога, «аул» — селение, что маловероятно для прозвища человека.

Наиболее правдоподобная версия — фамилия образована от прозвища Пацаул, которое закрепилось за выходцем из среды украинского или молдавского казачества. В документах XVII–XVIII веков встречаются прозвища на -ул (Махул, Кочул), которые часто имели ироничный или уничижительный оттенок. Если Пацаул — это «крысолов» или «тот, кто похож на крысу», то фамилия могла возникнуть в среде ремесленников или крестьян, где прозвища давали по внешности или поведению.

География фамилии сегодня — юг России, Украина и Молдова. Встречается она редко, что подтверждает её локальное происхождение. В дореволюционных метрических книгах Пацаулы фиксировались в Херсонской и Бессарабской губерниях — областях, где смешивались украинские, молдавские и еврейские фамильные модели. Никаких известных дворянских родов с такой фамилией нет: это фамилия простого сословия, скорее всего, однодворцев или казаков.

Словообразовательно фамилия стоит особняком: она не вписана в привычную русскую патронимическую схему. Если бы её русифицировали, она звучала бы как Пацаулов, но форма без суффикса сохранила исходное прозвище почти в неизменном виде. Это делает Пацаул ценным примером для ономастов: такие фамилии — живые ископаемые, сохранившие звучание речи XVII века.