Фамилия Потерялова — редкий случай, когда в основе лежит не профессия и не крестильное имя, а глагол с яркой эмоциональной окраской. Её ядро — глагол «потерять», а суффикс -лов- указывает на активное действие или склонность к нему. В русских фамилиях такая модель встречается нечасто, но она продуктивна для прозвищ: Потерялов — буквально «тот, кто теряет», «растеряха». Женская форма Потерялова образовалась стандартно: от мужской фамилии на -ов.

Прозвище Потеряло, скорее всего, дали человеку рассеянному, невнимательному, который часто что-то ронял или забывал. В крестьянской среде, где каждая вещь была на счету, такая черта могла стать заметной и закрепиться в качестве уличного имени. Впрочем, возможен и второй, более тёмный смысл: «потеря» — не только вещи, но и, например, скота, урожая или даже ребёнка. Тогда прозвище могло отражать горькую судьбу, а не характер.

С точки зрения географии, фамилия Потерялова — не частая, но её следы ведут в центральные и южнорусские области. Встречается в Воронежской, Тамбовской, Рязанской губерниях, а также на Урале, куда переселенцы уходили в XVII–XVIII веках. Ономасты (в частности, работы В. А. Никонова) отмечают, что фамилии на -лов часто возникали в среде однодворцев — потомков служилых людей, осевших на южных рубежах. То есть предки Потеряловых могли быть не крепостными, а государственными крестьянами или мелкими служилыми.

Важно не путать Потерялову с фамилией Потеряев, образованной от глагола «потерять» с другим суффиксом (-ев), или с Потеряхиным — там суффикс -ин указывает на принадлежность. Потеряловы же — это потомки человека с прозвищем Потеряло, и в такой форме фамилия сохранила редкую словообразовательную конструкцию, близкую к древнерусским именам-характеристикам.