Фамилия Потолова — редкий пример, в котором за основу взято не имя, не профессия и не географическое название, а, скорее всего, прозвище, связанное с бытовой или строительной деталью. В отличие от массовых фамилий на -ов/-ев, образованных от церковных имён, здесь мы имеем дело с прямым указанием на предмет: «потолок».

Словообразовательная модель проста: корень «потол-», суффикс -ов и окончание -а. Фамилия Потолов (мужской вариант) и Потолова (женский) — типичная патронимическая или, точнее, «прозвищная» фамилия, закрепившаяся за потомками человека, которого в округе звали Потолок. Что могло означать такое прозвище? В народной речи «потолок» нередко использовался иносказательно: так могли назвать человека высокого роста (как потолок), медлительного или, наоборот, того, кто работал плотником и занимался настилкой потолков. В русских говорах слово «потолок» имело и переносное значение — «верхний предел», «крыша», что могло относиться к человеку, который «всё сверху видит» или занимал главенствующее положение в малом коллективе.

С географической точки зрения фамилия не привязана к какому-то одному региону. Она встречается в центральных областях России (Тверская, Ярославская, Владимирская губернии), но везде — точечно, без образования крупных гнёзд. Это подтверждает версию о редком прозвище, а не о массовом профессиональном именовании. В ономастических словарях фамилия не фигурирует как широко распространённая, поэтому при её поиске стоит учитывать, что основа могла быть искажена: например, в старых документах «Потолова» могли записать как «Подтолова» или «Потолкова», если переписчик не расслышал или переосмыслил слово.

Любопытно, что в некоторых говорах существовало слово «потолок» в значении «чердак» или «верхняя полать» — отсюда прозвище могло получить человек, живший наверху, в подклети, либо тот, кто «держался выше всех». Так или иначе, фамилия Потолова — это прямое, без затей, именование по предмету, который был заметен в быту или внешности предка.