Фамилия Братунов образована от прозвища или неканонического имени Братун. В основе лежит слово «брат», а суффикс -ун указывал на деятеля или носителя признака: Братун — тот, кого называли братом, названый брат, побратим, либо просто ласковое обращение в семье к младшему. Такие прозвища часто давали не родному по крови, а близкому по духу человеку, с которым заключали союз побратимства, — в древнерусской традиции это был серьёзный обряд, скреплённый клятвой.

Суффикс -ов в окончании — типичная русская патронимическая модель, означающая «сын Братуна» или «принадлежащий Братуну». Фамилия закрепилась в северных и центральных губерниях России. В переписных книгах XVII века встречаются крестьяне и посадские люди с именем Братун, например, в Вятском крае и на Урале — регионах, где были сильны общинные отношения и практика побратимства.

Стоит отличать Братунова от фамилий Братов, Братищев, Братанников. У них разная суффиксация: -ов прямое отчество от имени Брат, -ищев — от прозвища с увеличительным суффиксом, а -ников — от названия профессии (братанник — тот, кто занимался братанием или был в братстве). Братунов стоит особняком: это не профессия и не прозвище по внешности, а именно указание на социальную роль или семейное положение — названый брат.

В современной России фамилия нечастотна, но не исчезла. Её носители живут преимущественно в Поволжье и Сибири, что подтверждает миграцию крестьянского населения в XIX веке. Никаких дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано — это фамилия крестьянского или мещанского сословия, что типично для прозвищных отчеств на -ов.