Фамилия Автомонова образована от редкого крестильного мужского имени Автоном. В переводе с греческого оно означает «самостоятельный», а буквально — «сам себе закон». В основу фамилии легла производная, разговорная форма этого имени — Автомон. Такое упрощение характерно для народной речи: приживались более удобные в произношении варианты, особенно в среде, далёкой от книжной грамотности.

Словообразовательная модель здесь проста и типична для русских фамилий: суффикс -ов присоединился к основе Автомон, указывая на принадлежность («чей?» — сын Автомона). Фамилии на -ов чаще всего получали крестьяне и мещане, поэтому вполне вероятно, что основатель рода Автомоновых был выходцем из рабочей или крестьянской среды. Имя Автоном в святцах встречается, но большой популярностью на Руси не пользовалось, отсюда и редкость фамилии.

Интересно, что в некоторых говорах имя Автоном могли произносить как «Автомон» из-за явления ассимиляции согласных: звук «н» под влиянием последующего «м» уподоблялся ему. Это не ошибка, а живой фонетический процесс, который и закрепился в фамилии. Таким образом, потомок человека по имени Автомон со временем получил фамилию Автомонова, и сегодня она сохраняет память и о греческом корне, и о диалектных особенностях русской речи.