Фамилия Андронова образована от мужского имени Андрон. Оно греческого происхождения и переводится как «мужественный». В основе лежит каноническое имя Андрон, которое в русской традиции давали при крещении. Со временем потомки человека по имени Андрон получили фамилию по стандартной модели с суффиксом -ов, указывающим на принадлежность: «чей?» — Андронов.

Существует и другая версия, хотя она менее правдоподобна. Слово «андрон» в русских говорах означало шест, жердь, а также совок или черпак, который использовали на свеклосахарных заводах. Если исходить из этого, фамилия могла закрепиться за прозвищем Андрон — так могли назвать очень высокого и худого человека либо работника производства. Но в ономастике принято отдавать предпочтение именной основе, когда церковное имя широко распространено, а нарицательное слово узко локально.

Известен род донских дворян Андроновых. Это говорит о том, что фамилия бытовала не только в крестьянской и мещанской среде, но и среди служилого казачества, где фамилии нередко закреплялись за целыми семьями по именам предков-основателей.

Особенность этой фамилии в том, что женская форма Андронова — не отдельная фамилия, а грамматическая форма от мужской Андронов. В русской традиции так называли жену или дочь Андронова, а позже это закрепилось как самостоятельная фамилия для женщин.