Фамилия Белорунов образована от прозвища Белорун. В его основе — два слова: «белый» и «руно». Руно — это овечья шерсть, поэтому буквально прозвище означает «белая шерсть», «белое руно». Такое прозвище мог получить человек со светлыми, белокурыми волосами — их сравнивали с мягкой и светлой овечьей шерстью. В русских говорах «руно» употреблялось и в переносном смысле: так называли густые волосы, кудри.

Менее вероятна, но возможна связь с занятием: прозвище могли дать овцеводу, чьи овцы славились особенно белой и качественной шерстью, или же торговцу шерстью. В любом случае, основа прозвища — внешняя примета или род занятий, а не имя.

Словообразовательная модель типична для русских фамилий: суффикс -ов присоединяется к основе прозвища (Белорун) и указывает на принадлежность — «сын Белоруна» или «из семьи Белоруна». Суффикс -ун в основе прозвища — редкий, но встречающийся в русской ономастике (сравните: Говорун, Молчун). Он придаёт прозвищу оттенок характерного признака.

Фамилия фиксируется в документах с XVIII века. Встречается в центральных и южных областях России, особенно в бывших казачьих регионах — на Дону и Кубани. Это объяснимо: там овцеводство было распространённым промыслом, а прозвища по внешности и занятиям давали часто.

Однокоренные фамилии — Белоруков, Беловолосов, Белокур — построены по той же модели, но с разными вторыми корнями. Белорунов среди них выделяется именно редкой основой «руно», что делает фамилию более узнаваемой и менее «прозрачной» для современного носителя языка.