Фамилия Арсов — редкий случай, когда её значение напрямую зависит от того, на какой слог падает ударение. Если произносить Арсов (с ударением на первый слог), перед нами, скорее всего, вариант фамилии Орсов. Корень здесь восходит к тюркскому или монгольскому «арс» (или «орс») — «рысь». Прозвище Арс (Рысь) могли дать ловкому, быстрому или хитрому человеку. Модель образования типична для русских фамилий от прозвищ-животных: Волков, Лисов, Зайцев. В пользу этой версии говорит и то, что фамилия Орсов встречается среди донских и терских казаков, где тюркские заимствования были обычны.

Если же ударение падает на второй слог — Арсóв, происхождение иное. Фамилия становится притяжательным прилагательным от имени Арс. Это краткая форма крестильного имени Арсений (от греческого «арсен» — «мужественный»). В русской бытовой традиции полные имена часто ужимали: Арсений превращался в Арса, а сына такого Арсы называли Арсов. Аналогично образованы фамилии Денисов от Денис или Максимов от Максим. Географически фамилия тяготеет к югу России и Поволжью, где пересекались славянские и тюркские языки.

Спор между двумя версиями решается просто: если в сохранившихся документах XVII–XVIII веков предок записан как «Арс», значит, перед нами имя; если как «Арс» в значении прозвища — то рысь. Но для рядового носителя фамилии точный ответ уже не найти — оба варианта правдоподобны и не противоречат друг другу.

Есть и редкий, но возможный путь: фамилия могла возникнуть в среде болгарских переселенцев. У болгар имя Арсо (уменьшительное от Арсений) дало фамилию Арсов. В этом случае ударение строго на последний слог, и фамилия прямо указывает на болгарские корни рода.