Фамилия Покателова — женская форма фамилии Покателов, и в её основе лежит прозвище или нецерковное имя Покател. Сама фамилия образована по самой распространённой в русском языке модели: к основе на согласный добавили суффикс -ов, а затем — окончание -а для женского рода. Мужской вариант Покателов, следовательно, указывает на потомка человека по прозвищу Покател.

Что означало это прозвище? Самый прямой и правдоподобный путь — от глагола «покатить». В русских говорах «покател» могло быть именем-прозвищем для человека непоседливого, склонного к быстрой смене мест, «катуна» — того, кто легко срывается с места и уезжает. Сравните с однокоренными фамилиями Покатов, Покатаев — все они рисуют образ подвижного человека. Есть и более конкретная, ремесленная версия: «покател» — это тот, кто катает, например, войлок или тесто. В ономастических работах (в частности, у Б. Унбегауна) разбираются фамилии от глаголов движения, и Покателов вписывается в этот ряд.

Менее вероятна, но не исключена связь с диалектным словом «покат» — склон, откос. В этом случае прозвище могли дать человеку, жившему на покатом месте, на склоне холма. Однако для образования фамилии через суффикс -ел- это более редкий путь. Гораздо чаще фамилии от географических признаков строились через суффиксы -ск- (Покатский) или -ов- напрямую (Покатов).

География фамилии Покателовых (и Покателовых) тяготеет к центральным и южным регионам России, встречается в Поволжье. В архивных записях XVII–XVIII веков можно найти крестьян и посадских людей с этой фамилией, что говорит о её простонародном происхождении. Дворянских родов Покателовых в «Бархатной книге» и других родословных сборниках нет — это фамилия, вышедшая из крестьянской или мещанской среды.

Особенность написания: иногда встречается вариант Покатилов (через «и»), но это, скорее всего, результат «акающего» произношения или поздней ошибки в документах. Исконная форма — с буквой «е» в суффиксе, что подтверждается и морфологией: Покател — Покателов.