Фамилия Сергатова — женская форма от Сергатов, а та, в свою очередь, образована от мужского личного имени или прозвища Сергат. Восходит она к тюркскому корню «серк» или «сергек», что в ряде языков (татарском, башкирском, казахском) означает «бодрый», «чуткий», «зоркий». В переносном смысле так могли назвать человека внимательного, осторожного, не зеваку. Есть и вторая, менее распространённая версия — от диалектного глагола «сергать» (в рязанских и тамбовских говорах — «ёрзать», «вертеться», «беспокойно сидеть»). Тогда прозвище Сергат дали непоседе или суетливому человеку.

Словообразовательная модель проста и типична для русских фамилий: основа Сергат- плюс патронимический суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Сергата). Женский вариант Сергатова — грамматическая форма, закрепившаяся за женщинами в официальных документах. Интересно, что суффикс -ат в основе нечастотен для русских прозвищ, но встречается в заимствованиях из тюркских языков (ср. Арслан, Булат). Это указывает на возможное происхождение носителей фамилии из зоны русско-тюркского пограничья — Поволжья, Приуралья или южнорусских степей.

Фамилия редкая, её географическое ядро сегодня — юг России и Западная Сибирь, где в XVII–XVIII веках оседали служилые люди и крестьяне из центральных губерний. В дореволюционных переписях Сергатовы встречаются в основном среди крестьян и мещан, но из-за малочисленности фамилии сословный состав прослеживается плохо. Среди известных носителей можно назвать разве что советского инженера-строителя Михаила Сергатова, но его биография мало говорит о происхождении фамилии.

Правдоподобнее всего версия с тюркским «зорким»: она объясняет и редкий корень, и южный ареал фамилии. Версия с «ёрзать» — народная этимология, возможная, но менее обоснованная лингвистически. В любом случае, фамилия Сергатова — яркий пример того, как русская ономастика вобрала в себя иноязычные элементы, переработав их в привычную модель с суффиксом -ов.