Фамилия Авбросимова — редкий случай, когда написание расходится с привычным слуху вариантом, и это сразу даёт ключ к её происхождению. Она образована от крестильного имени Амвросий, которое пришло на Русь из греческого языка и означало «бессмертный, принадлежащий бессмертным». В повседневной речи имя быстро упростили: потеря начального «м» и замена «мв» на «в» — типичный процесс для народного произношения. Так Амвросий превратился в Авросима, а уже от этой разговорной формы возникла фамилия Авбросимов (с дополнительным «б», которое появилось для удобства произношения — вставной согласный между «в» и «р»). Женский вариант Авбросимова, соответственно, принадлежит потомку носителя мужской фамилии.

Суффикс -ов указывает на типичную русскую патронимическую модель: «чей?» — то есть сын или дочь Авбросима. Такая фамилия закрепилась в среде крестьян и мещан, где полное церковное имя Амвросий встречалось реже, чем его обиходные переделки. В документах XVII–XVIII веков можно найти и более простые формы — Авросимов, Овросимов, но вариант с «б» (Авбросимов) встречается локально, чаще всего в центральных и южнорусских губерниях.

С точки зрения словообразования фамилия стоит в одном ряду с Авдеевым (от Авдей) и Аверьяновым (от Аверьян) — все они прошли через народную переработку канонических имён. Отличие Авбросимовой в том, что она сохранила след фонетического сдвига, который не фиксируется в стандартных словарях личных имён. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» упоминается основа Абросим (без «в»), но форма с «в» и «б» — более редкая, она говорит о том, что предки носителя фамилии жили в местности, где диалектное произношение закрепило двойной согласный.

Если искать однокоренные фамилии, то ближе всего Абросимов, Амбросимов и Амвросиев — все они восходят к одному имени, но показывают разные этапы его упрощения. Авбросимова стоит на ступень дальше от исходного Амвросия, чем Абросимов, — это указывает на более глубокую укоренённость в устной традиции. Встречаемость фамилии невысокая, что делает её своеобразной «меткой» конкретной семейной линии, не растворившейся в массе однофамильцев.