Фамилия Белоносова образована от прозвища Белонос. Оно ведет начало от двух слов: прилагательного «белый» и существительного «нос». Чаще всего такое прозвище указывало на внешность основателя фамилии — светлую кожу лица или седые, белесые волосы на лице. В ономастике это типичный случай так называемых «качественных» прозвищ, которые давали по броской, заметной черте.

В словаре С. Б. Веселовского записан Белоносова Афанасий, подьячий Приказной палаты, живший в Новгороде в 1707 году. Эта запись ценна не только датой, но и указанием на социальный статус: подьячий — мелкий служащий приказа, грамотный человек. Значит, уже в начале XVIII века фамилия (или прозвище, ставшее фамилией) бытовала в северо-западных землях России и не была крестьянской — её носил человек приказного сословия.

По словообразовательной модели фамилия относится к самому распространённому типу русских фамилий: основа (прозвище Белонос) плюс патронимический суффикс -ов. Суффикс указывает на принадлежность: «Белоносов» — сын Белоноса. Женская форма Белоносова — это не отдельная фамилия, а грамматическая форма от мужской Белоносов, которая закрепилась за женщинами в документах.

Географически фамилия не привязана к одной местности. Кроме новгородской записи, Белоносовы встречаются в переписях Пермской, Вятской и Архангельской губерний. На Урале и в Поморье прозвище Белонос могло закрепиться за человеком с очень светлыми волосами или за охотником, носившим шапку из белого меха (носа как части лица). Вторая версия менее вероятна, хотя не исключена.

Интересно, что в русских говорах слово «белоносый» имело и переносное значение — так могли назвать человека с чистой, незагорелой кожей, что в северных регионах, где лица скрывали от холода, было заметной чертой. Таким образом, прозвище Белонос могло быть не столько описанием носа, сколько общей характеристикой облика.

Встречается и редкий вариант фамилии — Белоносовский, с суффиксом -ский, что указывает на шляхетское или церковное происхождение, но основная масса носителей — это именно Белоносовы, потомки людей с прозвищем Белонос.