Фамилия Барнаулов — яркий пример того, как географическое название становится родовым прозвищем. В основе фамилии лежит название города Барнаул, административного центра Алтайского края. Модель образования проста и прозрачна: к топониму добавили типичный русский суффикс принадлежности -ов, отвечающий на вопрос «чей?». Таким образом, Барнаулов — это «сын человека из Барнаула» или «выходец из Барнаула».

Однако здесь есть лингвистическая тонкость, которая сразу выделяет эту фамилию из ряда подобных. Обычно притяжательные фамилии от названий городов образуются с помощью суффикса -ский (Московский, Тверской), указывающего на принадлежность к местности. Суффикс -ов в сочетании с топонимом встречается реже и чаще указывает не на простое место жительства, а на конкретное прозвище, данное первому носителю. Другими словами, предка могли прозвать «Барнаулом» — возможно, за его манеру речи, одежду или особенности поведения, напоминавшие жителей этого сибирского города. Со временем прозвище закрепилось за его потомками как фамилия.

Сам топоним «Барнаул» имеет несколько версий происхождения. Наиболее распространённая связывает его с тюркскими языками: от слов «борон» (волк) и «ул» (река) — то есть «волчья река». Есть также версия о происхождении от названия кочевого племени «барнауты» или от калмыцкого «барн» (священник). Какая бы из них ни была верна, фамилия Барнаулов несёт в себе отпечаток истории освоения Сибири и алтайских земель.

Географически фамилия Барнаулов не привязана исключительно к Алтаю. Как и многие «выезжие» фамилии, она могла появиться в любом регионе России, куда переселялись выходцы из Барнаула. Однако наибольшая концентрация носителей традиционно фиксируется в Сибири и на Урале. Встречаются и варианты написания, например, Барнаулев, но основная и наиболее распространённая форма — именно Барнаулов.

Среди однокоренных и схожих по модели фамилий можно назвать Барнаульский, Барнаухин, Барнаушкин. Все они отталкиваются от одного корня, но различаются суффиксами, что говорит о разных путях образования: в одних случаях — от названия города, в других — от прозвища, образованного от того же корня, но с уменьшительно-ласкательным или пренебрежительным оттенком. Фамилия Барнаулов стоит особняком — она самая прямая и «паспортная» по своей форме, без добавочных эмоциональных оттенков.