Фамилия Пяталов образована от прозвища или нецерковного имени Пятал. Основа — «пята» (пятка, стопа), но не в прямом анатомическом смысле, а чаще в переносном: на Руси «пятой» называли опору, след, а также человека с широкой или косолапой походкой. В словаре Б. Унбегауна подобные фамилии от названий частей тела отнесены к группе, возникшей из прозвищ по внешнему признаку или привычке. Пяталом могли прозвать того, кто ходил вразвалку, шаркал ногами или имел заметную ступню.

Суффикс -ов указывает на типичную модель русской фамилии, закрепившуюся в XV–XVII веках: имя или прозвище отца + притяжательный суффикс. Пяталов — буквально «сын Пятала». В документах XVI–XVII веков встречаются крестьяне и посадские люди с прозвищами Пята, Пятун, Пятик — это нередкие именования в северных и центральных уездах, где слово «пята» бытовало и как диалектное обозначение подошвы, и как часть устойчивых выражений (например, «пята земли» — участок, надел). Географически фамилия Пяталов чаще фиксируется в Поволжье и на юге России, что может говорить о позднем расселении из центральных областей.

Есть и другая, менее вероятная версия: связь с диалектным глаголом «пятать» — толкать, пинать. В этом случае Пятал — человек, который работал с ногами: ходил в подпасках, толкал телеги, месил глину. Но в ономастике такая трактовка редка, и основным остаётся прозвище по физической особенности.

В сословном отношении Пяталовы — почти наверняка крестьянский или посадский род. Фамилия не встречается среди дворянских столбовых родов, не попала в «Бархатную книгу» или Гербовник. Это фамилия «низового» происхождения, каких тысячи, — они и составляют основу русского фамильного фонда.