Фамилия Автономовы — одна из тех русских фамилий, которые образованы напрямую от полной формы крестильного имени, без промежуточных уменьшительных форм. В основе лежит редкое мужское имя Автоном, пришедшее на Русь вместе с христианством из Византии. В переводе с греческого (αὐτόνομος) оно означает «самостоятельный», а буквально — «сам себе закон». Имя было известно почитаемому святому — Автоному Италийскому, епископу, память которого отмечается 25 сентября (12 сентября по старому стилю).

Фамилия образована по стандартной модели: к имени, оканчивающемуся на твёрдый согласный, присоединили суффикс -ов. Потомок человека по имени Автоном со временем стал писаться как Автономов, а во множественном числе, обозначающем весь род, — Автономовы. Эта модель типична для фамилий, сформировавшихся в среде крестьянства и духовенства в XVI–XVII веках, когда церковные имена активно закреплялись в качестве родовых прозваний.

Самые известные носители фамилии в истории — вологодские иконописцы XVII века. Это Григорий и Гурий Автономовы, сыновья и ученики Аггея Максимова Автономова, московского иконописца, работавшего до 1660 года. Братья участвовали в росписи Архангельского собора Московского Кремля — одной из главных царских усыпальниц. В контексте иконописных артелей того времени фамилия Автономовы указывает на потомственную профессиональную династию, что выделяет её среди множества других «именных» фамилий.

Точное место и время возникновения фамилии установить сложно — процесс её закрепления шёл постепенно в разных регионах. Однако сам факт, что имя Автоном встречается в святцах и дало начало фамилии, делает её памятником не только славянской письменности, но и византийской культурной традиции, которая через церковные имена вошла в повседневный быт русского человека.