Фамилия Астонакулов — редкий случай, когда географический и языковой анализ сразу указывает на регион происхождения. Она образована по самой распространённой в русском языке модели на -ов, но основа у неё не славянская, а тюркская, точнее — узбекская или таджикская.

В основе лежит составное имя Астонакул. Первая часть, «Астона», — это искажённое или диалектное произношение арабского «астана» (порог, преддверие). В Средней Азии так нередко называли священные места, мавзолеи — например, знаменитый мавзолей Ходжи Ахмеда Ясави в Туркестане называют «Астана». В составе имени эта часть могла означать «рождённый у святого места» или «связанный с почитаемой гробницей». Вторая часть — «кул» (от арабского «гулам» — раб, слуга), но в тюркских именах оно давно утратило своё прямое значение и стало компонентом, означающим «раб Божий», «слуга». Полностью имя Астонакул можно перевести как «слуга святого места» или «раб святыни».

Фамилия Астонакулов, таким образом, — это русифицированная форма отчества. В русской среде к имени отца Астонакул (или деда Астонакул) добавили типовой суффикс принадлежности -ов, получив «сын Астонакула». Носители такой фамилии — почти наверняка потомки узбеков или таджиков, чьи предки в конце XIX — начале XX века переселились в Российскую империю или чью фамилию записали по русскому образцу при оформлении документов.

Суффикс -ов здесь не случаен: в отличие от фамилий на -ин или -ский, он был стандартным для «инородцев» при записи в метрики и паспорта. Интересно, что исходное имя Астонакул могло писаться по-разному: встречаются варианты Астанакул, Астанакуль, Астонакул. Поэтому и фамилия могла закрепиться в нескольких формах. Встретить Астонакуловых сегодня можно прежде всего в Узбекистане, Таджикистане и среди диаспор в России, особенно в крупных городах с историческими связями со Средней Азией — Москве, Санкт-Петербурге, Екатеринбурге.

Других версий происхождения, кроме тюркской, у этой фамилии нет. Славянские корни или связь с греческой мифологией (созвучие с «Астонакс» или «Астон») — это случайное совпадение, не подтверждённое ни историей, ни словообразованием. Фамилия Астонакулов — прямой и прозрачный маркер культурного и географического корня её носителей.