Фамилия Астомирова — женская форма фамилии Астомиров, и её разбор начинается с неочевидного корня. В ней нет типичного русского суффикса -ов/-ев, который чаще всего образует фамилии от отчеств или прозвищ. Вместо этого мы видим суффикс -иров, что сразу указывает на иноземное происхождение основы. Такая модель характерна для фамилий, которые в русском языке появились через тюркские или кавказские языки: суффикс -иров (или -иров) нередко передаёт окончание тюркского имени или прозвища, адаптированное под русскую грамматику.

В основе лежит слово «астомир» или близкое к нему. Самая вероятная версия — связь с осетинским или иранским корнем «асто» (кость, скелет) и «мир» (в значении «мир, вселенная» или как часть имени, например, Тимур — «железо»). В осетинской ономастике известны имена, где «аст» означает «восемь» (ср. осет. «аст» — восемь), что могло быть прозвищем по числу детей или по какому-то бытовому признаку. Однако более правдоподобно, что «Астомир» — это сложное имя, где вторая часть восходит к тюркскому «мир» (эмир, князь) или к иранскому «мир» (как в имени Мирза). Тогда «Асто» — это либо искажённое «аста» (низкий, простой), либо вариант имени «Астан» (порог, основание). Получается, что прозвище Астомир могло означать «простой (или костяной) князь» — возможно, ироничное или уменьшительное.

Географически фамилия Астомировы встречается в основном на Северном Кавказе, особенно среди осетин, а также в среде тюркских народов (кумыки, балкарцы). В русских документах XIX века такие фамилии фиксировались как результат русификации горских фамилий: к местному имени добавляли русский суффикс -ов, а затем -а для женского рода. Таким образом, предки носительницы фамилии Астомирова, скорее всего, были осетинами или представителями соседних народов, принявшими православие или вписавшимися в российскую административную систему. Род занятий мог быть любым: от земледельца до военного, но сама фамилия не указывает на профессию — она происходит от личного имени или прозвища.