Фамилия Арстановы (в мужском роде — Арстанов) ведет происхождение от тюркского имени Арстан. В большинстве тюркских языков это слово означает «лев». Лев в степи — зверь редкий и почитаемый, поэтому имя Арстан давали мальчикам как пожелание силы, отваги и лидерства. Родители надеялись, что сын вырастет могучим и займет высокое положение, станет «львом» среди своего народа. Так имя превратилось в прозвище главы семьи, а затем закрепилось за его потомками через русский патронимический суффикс -ов: Арстанов — сын Арстана.

Словообразовательная модель здесь прозрачна: основа Арстан плюс типичный для русских фамилий суффикс принадлежности. Это указывает на то, что фамилия оформлялась уже в русскоязычной среде, когда тюркские имена адаптировались под стандарты Российской империи. Встречается вариант Арстанов, а также более редкая форма с окончанием -ев, если имя звучало как Арстан (с мягким «н»).

Фамилия распространена у многих народов, в чьей истории был пласт тюркской культуры: у казахов, башкир, татар, киргизов, а также у представителей кавказских народов. Это не случайно: имя Арстан (или Арслан) — одно из древнейших общестепных имен, его носили ханы и военачальники. Например, известен казахский батыр Арстан, а в истории Золотой Орды встречаются правители с этим именем.

В отличие от многих фамилий, чье происхождение спорно, у фамилии Арстановы практически нет альтернативных версий. Слово «арстан» не имеет негативных или двусмысленных значений в тюркских языках, и фамилия не могла возникнуть от прозвища, связанного с ремеслом или внешностью, — только от личного имени. Это делает этимологию надежной и однозначной. Однако точное время и место появления конкретной ветви Арстановых, как и в случае с большинством фамилий, можно установить только через генеалогическое исследование: изучая метрические книги, ревизские сказки и переписи населения той местности, где жили предки.