Фамилия Балонова — женская форма фамилии Балонов, а та, в свою очередь, образована от прозвища или мирского имени Балон. Значение этого слова неоднозначно, и лингвисты предлагают несколько версий его происхождения.

Наиболее прозрачная гипотеза связывает прозвище с общеевропейским словом balon — «воздушный шар» или «мяч». В этом случае Балоном могли назвать человека круглой, полной фигуры или же подвижного, непоседливого, «как мячик». Однако есть и более узкие, локальные версии. В белорусском языке слово «балона» означает «стекло в оконной раме». Если прозвище пошло от этого корня, то предок носительницы фамилии мог заниматься остеклением окон, то есть быть стекольщиком. Третье значение того же белорусского слова — «поляна». Тогда прозвище могло закрепиться за человеком, жившим на поляне или около неё, по месту жительства.

Сама модель фамилии — с суффиксом -ов- — типична для русских фамилий, образованных от прозвищ, оканчивающихся на твердый согласный. Она отвечает на вопрос «чей?»: «сын Балона». Ударение в фамилии, скорее всего, падает на второй слог — Балонова, хотя в разных семьях возможны варианты. Какая из версий верна для конкретного рода, без генеалогических изысканий не определить, но все они указывают на то, что фамилия Балонова — не случайный набор звуков, а отсылка к внешности, занятию или месту обитания далёкого предка.