Фамилия Амитонов — редкий случай, когда корень почти наверняка не русский, а тюркский или арабский, а суффикс — наш, стандартный. Основа «Амитон» восходит к мужскому имени Амит, которое в свою очередь связано с арабским «амид» — «начальник», «предводитель», или с «амат» — «раб» (в составе сложных имён вроде Аматулла — «раб Аллаха»). В тюркских языках имя Амит встречалось как вариант Ахмета или отдельное имя, и в Поволжье, например, у татар или башкир, оно могло звучать как Амит, Амитхан.

Суффикс «-онов» здесь необычен. В русских фамилиях чаще встречается «-ов» или «-ев», а «-онов» — это более редкая форма, которая могла возникнуть на стыке: к основе, оканчивающейся на твёрдый согласный «н» (Амитон), прибавили «-ов». Но «Амитон» — это не имя, а, скорее всего, русифицированная форма исходного имени Амит. В документах XVIII–XIX веков, когда татарские и башкирские имена записывали в русских метриках, часто добавляли окончание «-он» для удобства склонения: из Амит получалось Амитон. Затем крестьян или служилых людей с таким именем записывали по отцу: «Амитонов сын» — так и закрепилась фамилия.

Географически фамилия тяготеет к регионам с татарским и башкирским населением — к Оренбуржью, Башкортостану, Татарстану. Встречается она и у русских, но почти всегда корни ведут к крещёным татарам или к сословным группам, где были смешанные браки. В дворянских родословных книгах Амитоновы не значатся — это фамилия крестьянская, мещанская или купеческая, но не высшего сословия.

Интересная деталь: в некоторых говорах «амит» могло означать не имя, а прозвище — от тюркского «амит» (спокойный, тихий). Если так, то Амитонов — потомок человека, которого прозвали за характер. Но имя-основа — версия более надёжная, потому что прозвище Амит в русской среде почти не фиксируется, а вот имя Амит в татарском именослове известно.