Фамилия Вятова — женская форма мужской фамилии Вятов. В основе лежит прозвище или неканоническое имя Вят, а образована фамилия по самой распространённой в русской ономастике модели — с помощью патронимического суффикса -ов. Если бы предка звали Вят, его сын становился Вятовым, а дочь или жена — Вятовой. Суффикс указывает на принадлежность: «из рода Вята».

Корень «вят-» сразу отсылает к реке Вятке и одноимённому региону. Однако связь здесь не прямая: фамилия Вятов — не топонимическая (не «с Вятки»), а прозвищная. Прозвище Вят могли дать человеку по двум сценариям. Первый — по месту жительства или происхождения: выходца с Вятской земли, где говор «вятский» и обычаи отличались от московских или новгородских, легко опознавали и называли Вятом. Второй, менее очевидный, — от древнерусского глагола «вятить», означавшего «шуметь, кричать, галдеть». В этом случае прозвище Вят получал человек шумный, говорливый или задиристый. В говорах слово «вятка» также означало «крикун, горлопан».

Встречается и версия, что Вят — это сокращение от крестильного имени Вячеслав (через форму Вятша или Вятко), но она менее убедительна: в документах XVI–XVII веков форма Вят встречается как самостоятельное прозвище, не привязанное к полному имени. Ономаст Б. Унбегаун в своём труде «Русские фамилии» относит подобные образования к группе фамилий от прозвищ, образованных от названий рек и местностей, но оговаривает, что не все такие случаи — прямые топонимы.

Географически фамилия Вятова (и Вятов) тяготеет к северо-востоку европейской части России — Кировской области (бывшей Вятской губернии), Пермскому краю, а также к Удмуртии. Это логично: именно там фамилия от прозвища «вятский» могла возникнуть и закрепиться. В центральных и южных областях она редка. Встречаются также однокоренные фамилии Вяткин, Вятчанин, Вятский — все они так или иначе связаны с тем же корнем, но образованы разными суффиксами. Вятова стоит в этом ряду как самая простая по форме и, вероятно, одна из древнейших.