Фамилия Барзунатова — редкий пример, в котором русская словообразовательная модель наложилась на основу, явно не славянского происхождения. Суффикс -ов- со значением принадлежности («чей?») и женское окончание -а указывают на то, что перед нами вариант фамилии Барзунатов, образованной от мужского прозвища или имени Барзунат. Сама основа «Барзунат» с большой вероятностью восходит к иранскому или тюркскому миру.

Наиболее правдоподобная версия связывает эту фамилию с персидским именем Барзу (Borzū), которое означает «высокий», «великий» или «сильный». В эпосе «Шахнаме» есть богатырь Барзу — сын знаменитого Сухраба и внук Рустама. Имя Барзу в разных формах (Барз, Барзы, Барзуй) встречалось у народов Кавказа и Средней Азии, особенно у осетин и татов. Суффикс -нат в таком случае мог быть тюркским или арабским компонентом, либо частью сложного имени, где -нат означает «дар» (от арабского «нат» — дар, подношение). Таким образом, Барзунат можно истолковать как «дар Барзу» или «дарованный Барзу», что типично для составных восточных имен.

Мужская фамилия Барзунатов почти не фиксируется в центральных областях России. Её география тяготеет к южным регионам: Дагестан, Чечня, Ставрополье, а также к астраханским и волгоградским землям, где исторически сильны тюркские и иранские влияния. Это позволяет предположить, что предки носителей фамилии были выходцами из Закавказья или Средней Азии, которые обрусели, приняв фамилию по отцу с русским окончанием. Сословно это могли быть горцы, служилые люди или купцы, осевшие на южных границах Российской империи.

С точки зрения словообразования фамилия примечательна тем, что сохранила редкий для русского уха корень, не переделав его в более привычные «Барсуков» или «Барзов». Это говорит о сравнительно позднем оформлении фамилии (вероятно, конец XIX — начало XX века) или о сознательном сохранении исходного звучания. Однофамильцев у Барзунатовых немного: фамилия остаётся штучной, что делает её хорошим маркером для генеалогического поиска — найти родственников по такой основе гораздо проще, чем по распространённым фамилиям.