Фамилия Агаджанов говорит о происхождении от мусульманского мужского имени Агаджан. Это имя составное, оно образовалось от двух арабских основ: «ага» (господин) и «джан» (душа). В сумме имя Агаджан можно понять как «господин души» или «почтенная душа» — типичная для восточной ономастики почтительная характеристика человека. Слово «джан» в иранских и тюркских языках часто служит ласковым обращением, поэтому в имени мог быть и оттенок нежности, уважения к ребёнку.

Фамилия образована по восточной модели с помощью русского патронимического суффикса -ов. В Закавказье и Средней Азии, где имя Агаджан было распространено, фамилии на -ов часто давали при переходе на русское делопроизводство в XIX — начале XX века. Так сын Агаджана становился Агаджановым. В армянской среде фамилия могла сохранять и более старую форму без суффикса — Агаджан, но вариант на -ов закрепился именно в документах Российской империи и СССР.

Географически фамилия Агаджанов чаще всего встречается среди армян, азербайджанцев, а также народов Северного Кавказа. В армянском языке имя Агаджан произносится с ударением на последний слог, а фамилия — с ударением на последний слог в русском произношении. Встречаются варианты написания Агаджанян (с армянским суффиксом -ян) и Агаджанов.

Слово «ага» в составе фамилии не обязательно указывает на знатное происхождение — в быту «ага» могло быть просто обращением к старшему или уважаемому человеку. Поэтому предок-основатель фамилии мог быть и не господином, а человеком, которого окружающие называли почтительно, или же его собственное имя так и было зафиксировано при переписи.