Фамилия Арбуз сразу привлекает внимание своей необычной формой. В отличие от подавляющего большинства русских фамилий, она не имеет суффикса — ни -ов, ни -ин, ни -ский. Перед нами чистая основа, так называемая «фамилия-прозвище», которая закрепилась за человеком без изменений. Словообразовательная модель здесь проста: прозвище стало фамилией напрямую.

Корень, на первый взгляд, очевиден — название бахчевой культуры. Однако прозвище Арбуз давали не за любовь к арбузам. В народной речи так могли назвать толстого, круглого или неуклюжего человека. Менее известная, но не менее правдоподобная версия связана с южнорусскими и украинскими говорами: там «арбузом» иногда называли человека с большой головой или лысого — по сходству с гладкой, округлой поверхностью ягоды. Таким образом, прозвище почти наверняка относилось к внешности, а не к характеру или роду занятий.

География фамилии подтверждает эту версию. Арбуз встречается прежде всего на юге России — в Ростовской области, Краснодарском крае, а также на Украине и в Молдавии. Это закономерно: именно там арбузы были привычной пищей, и прозвище возникало на местном, бытовом материале. В центральных и северных губерниях такая фамилия — редкость, что лишний раз указывает на её южное происхождение.

С точки зрения словообразования, Арбуз стоит в одном ряду с фамилиями Барабан, Горшок, Сапог. Все они образованы по модели «прозвище → фамилия» без патронимического суффикса. Этот способ типичен для украинской и белорусской традиции, а также для южнорусских областей. Поэтому фамилия Арбуз с высокой вероятностью имеет украинские или южнорусские корни, а не великорусские северные.

Иногда высказывается предположение, что фамилия могла быть искусственной — даваться в духовных училищах или семинариях, где практиковали «растительные» фамилии вроде Вишневский, Абрикосов, Арбузов. Однако форма Арбуз без суффикса для семинарской традиции нетипична. Семинаристы чаще получали фамилии на -ский или -ов, поэтому версия с бытовым прозвищем выглядит убедительнее.

Двойников у фамилии немного. Самая известная однокоренная — Арбузов, с типичным русским суффиксом. Она распространена шире и встречается в дворянских и купеческих родах. А вот фамилия Арбуз осталась простонародной, без сословных вариаций. Это редкий случай, когда форма слова прямо говорит о социальном происхождении носителя.