Фамилия Бирюшова — женская форма фамилии Бирюшов, и её происхождение напрямую связано с прозвищем или именем Бирюш. В русской ономастике это редкий случай, когда основа фамилии не имеет очевидных параллелей с распространёнными словами вроде «волк» или «медведь». Скорее всего, корень «бирюш» восходит к диалектному слову «бирюк», которое в южных и центральных говорах означало «волк-одиночка», а в переносном смысле — «нелюдимый, угрюмый человек». Однако суффикс «-уш» здесь указывает на уменьшительно-ласкательную или пренебрежительную форму: Бирюш — это не просто бирюк, а «бирючок», «маленький волк» или «волчонок». Такое прозвище могли дать ребёнку с хмурым нравом или взрослому, который держался особняком.

Словообразовательная модель фамилии типична для русских фамилий на «-ов»: от личного прозвища (Бирюш) с помощью притяжательного суффикса «-ов» образовали фамилию, означающую «принадлежащий Бирюшу» или «потомок Бирюша». Форма Бирюшова принадлежит женщине, но в историческом контексте её предки по мужской линии носили фамилию Бирюшов. В отличие от более частых фамилий вроде Бирюков, вариант с «-уш» встречается значительно реже: он мог закрепиться в конкретной местности, где диалектное произношение смягчало корень, или же прозвище Бирюш дали не за волчью натуру, а за внешнее сходство — например, за густые тёмные волосы или серый цвет глаз.

Географически фамилия Бирюшова тяготеет к регионам, где было распространено слово «бирюк»: это Тамбовская, Рязанская, Воронежская области, а также Поволжье. В документах XVII–XVIII веков встречаются упоминания крестьян и однодворцев с фамилией Бирюковы, но форма Бирюшов могла возникнуть как вариант в тех же местах, где говорили «бирюш» вместо «бирюк». Социальный контекст однозначен: фамилия недворянская, скорее всего, крестьянская или мещанская. В отличие от фамилий на «-ский», которые часто указывали на географическое название, Бирюшова — чисто прозвищная, и её носители, вероятно, были людьми, чей характер или внешность запомнились окружающим.