Фамилия Прохорятов образована от имени Прохор, которое в свою очередь происходит от греческого «Прохорос» — «предводитель хора» или «запевала». В русской крестильной традиции имя Прохор вошло через церковный календарь, а в быту оно давало множество производных: Прохоров, Прохоркин, Прохорёнок, Прохорцев. Форма Прохорятов стоит в этом ряду особняком из-за редкого суффикса.

В отличие от стандартного патронимического суффикса -ов (Прохоров — «сын Прохора»), суффикс -ят-/-ятов указывает на определённую модель образования от уменьшительных или «малых» форм имени. В русских говорах, особенно в северных и поволжских регионах, суффикс -ята использовался для обозначения детей по отцу: «Прохорята» — буквально «дети Прохора». Фамилия Прохорятов — это отчество второго порядка, означающее «сын Прохорятки» или «потомок Прохора». То есть сначала было прозвище Прохорятко (или Прохорята), а уже от него — фамилия.

Географически фамилия тяготеет к Вятке и Пермской губернии, где такие формы на -ятов встречаются чаще, чем в центральной России. Там же, в крестьянской среде, имя Прохор было очень распространённым, и от него образовывали «внуковские» фамилии, чтобы различать многочисленные ветви одного рода. Сословно предки Прохорятовых — скорее всего, государственные или помещичьи крестьяне, а не дворяне: патронимы на -ятов редко встречаются в высших слоях общества, где предпочитали более книжные формы.

С точки зрения словообразования, фамилия Прохорятов — яркий пример того, как живой язык «собирал» родовое имя не от прямого имени отца, а от прозвища ребёнка. Это делает её более редкой и локальной по сравнению с массовой фамилией Прохоров. Если Прохоровых в России десятки тысяч, то Прохорятовы — единицы на область, и их фамилия сохранила архаичную диалектную черту, которая уже почти исчезла из современного русского языка.