Фамилия Астионов — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. Чтобы понять, откуда она взялась, нужно разобрать её по составу и обратить внимание на суффикс. Основа «Астион» — это не славянское имя и не русское слово. Скорее всего, перед нами фамилия греческого происхождения, образованная от личного имени Астион (Αστίων). В древнегреческом языке это имя означало «горожанин» или «житель города» (от «асти» — город). Такие имена могли давать детям в Византии, а позже они попали на Русь через церковные календари и греческое духовенство.

Суффикс «-ов» в фамилии Астионов указывает на стандартную русскую модель образования: «чей?» — Астионов, то есть сын или потомок человека по имени Астион. Это значит, что предок носителя фамилии, скорее всего, был крещён под этим редким греческим именем. В святцах имя Астион встречается, хотя и не часто: известно несколько раннехристианских святых с таким именем, например, мученик Астион, пострадавший в III веке. Поэтому фамилия могла возникнуть в среде духовенства или в семьях, где чтили память этого святого.

География фамилии узкая. Астионовы встречаются в основном на юге России, в казачьих областях (Кубань, Дон) и в среде потомков греческих переселенцев, которые селились в Причерноморье и Крыму. В центральных и северных губерниях России эта фамилия почти не зафиксирована. Это дополнительный аргумент в пользу греческого корня: фамилия могла появиться у обрусевших греков или у русских, принявших имя от греческого священника.

Есть и менее вероятная, но возможная версия: искусственное происхождение в семинарской среде. В XVIII–XIX веках будущим священникам нередко давали фамилии по имени святого или по греческому корню, чтобы придать ей благозвучность. Астионов могла быть образована прямо в духовном училище от греческого «асти» — «городской». В таком случае фамилия не передаёт прозвище предка, а является книжной, «кабинетной» конструкцией.

Однокоренных фамилий в русском языке практически нет. Можно вспомнить разве что Астафьев (от греческого Евстафий), но это другой корень. Астионов стоит особняком — ни с каким русским словом или прозвищем он не связан. Это редкий случай, когда фамилия почти без изменений сохраняет античное греческое имя.