Фамилия Шатальникова — женская форма от Шатальников, а та, в свою очередь, образована от прозвища или профессии предка. В основе лежит глагол «шатать» (качать, колебать, бродить без дела). Но, в отличие от распространённого мнения, что «шатало» — это только про бездельника, у этого корня было и конкретное ремесленное значение.

Самая правдоподобная версия связывает фамилию с шаталом — инструментом для взбалтывания, перемешивания чего-либо. В северных и центральных говорах «шаталом» называли большую деревянную лопатку или весло, которым мешали тесто, краску, раствор. Соответственно, Шатальниковым могли прозвать мельника, пивовара, красильщика или пекаря — того, кто постоянно «шатал» (взбалтывал) жидкую или сыпучую массу. В этом случае фамилия относится к группе «профессиональных» прозвищ, перешедших в фамилии, как Кузнецов, Плотников или Мельников.

Менее вероятна связь с диалектным «шатала» — так в некоторых областях называли бродягу или шатуна. Но в таком случае суффикс -ник- указывает на деятеля: шатальник — тот, кто шатается. Однако для прозвищ ленивых или праздных людей на Руси чаще использовали другие модели (Шатунов, Шалыганов), а суффикс -ник- типичен именно для орудий труда или профессий (мельник, печник, плотник).

Фамилия редкая, сконцентрирована в основном в центральных и южнорусских областях, встречается на Дону и в Поволжье. Двойной суффикс -ник-ов- говорит о позднем оформлении: сначала появилось прозвище Шатальник, затем от него образовали фамилию Шатальниковы. Встречается также вариант Шатальников с ударением на второй слог, что характерно для фамилий, образованных от названия инструмента (сравните: коваль — Ковалёв, но шаталь — Шаталов).