Фамилия Антононов — редкий и показательный пример того, как в русской ономастике сталкиваются два разных способа образования фамилий. На первый взгляд она кажется двойной ошибкой или опиской, но на деле за ней стоит живая логика народного словообразования.

Основа фамилии — крестильное имя Антон (от латинского Antonius, «вступающий в бой»). Стандартная русская фамилия от него — Антонов. Но здесь мы видим суффикс -он- (или -онок-), который в северных и сибирских говорах, а также в украинском и белорусском языках указывал на молодое существо или потомка: «Антонёнок» — сын Антона. При переезде в центральную Россию или при записи в документы фамилию могли «обрусить», заменив суффикс -ёнок на стандартный -ов. Так Антонёнок превратился в Антононова. По другой версии, перед нами патроним (отчество) в форме «Антонов сын», но с сохранением древнего суффикса -он-, который встречается в старых русских прозвищах вроде «Антонон» — то есть «Антонов человек» или «принадлежащий Антону».

Самая правдоподобная гипотеза: фамилия образована от прозвищной формы имени Антон с двойным суффиксом. Сначала появилось имя Антонон (уменьшительное или уничижительное, как «Антонка»), а от него уже — Антононов. Такая модель встречается в северных регионах России (Архангельская, Вологодская области), где любили наращивать суффиксы: Иванонов, Петрононов. По сути, это «внук Антона» — фамилия, которая фиксирует не отца, а деда.

Географически фамилия Антононов почти не встречается за пределами России. В дореволюционных переписях её носители — преимущественно государственные крестьяне из северных губерний. Сословной элиты среди Антононовых не было: фамилия осталась в крестьянской среде, где имя Антон было одним из самых ходовых, а двойные суффиксы — обычным способом различать однофамильцев в деревне.

С точки зрения лингвистики, Антононов — яркий пример «фамилии-матрешки»: первый суффикс (-он-) указывает на происхождение (чей?), второй (-ов) — на принадлежность (чьих будешь?). Похожая логика — в фамилиях Петрононов, Иванонов, Степанонов. Все они редки, но не случайны: это следы живой диалектной речи, которую стандартная грамматика сочла бы избыточной.