Фамилия Пустоляков образована от прозвища Пустоляк, которое восходит к прилагательному «пустой». Прозвищем Пустоляк чаще всего нарекали человека, владения которого были опустошены пожаром, голодом, эпидемией. Однако, не исключено, что такое прозвище указывало на черты характера его обладателя: он был простым, несерьезным человеком. Таким образом, потомок человека, обладающего прозвищем Пустоляк, со временем получил фамилию Пустоляков.