Фамилия Бродунова — женская форма фамилии Бродунов, а та образована от прозвища Бродун. В основе лежит слово «брод» — мелкое место реки или озера, где можно перейти на другой берег. Прозвище Бродун могли дать человеку, который жил у брода, перевозил через него путников, либо часто переходил реку вброд. В говорах слово «бродун» имело и переносное значение: так называли человека, который бродит без дела, скитается, не сидит на месте. То есть прозвище могло указывать не на место жительства, а на характер — непоседу, бродягу, того, кто «бродит по свету».

Словообразовательная модель здесь простая: корень «брод-» + суффикс «-ун» (как в словах «говорун», «бегун»), который в русских фамилиях часто указывал на деятеля, носителя признака. Затем к основе Бродунов добавили типичный русский фамильный суффикс «-ов», указывающий на принадлежность: «сын Бродуна». Женская форма Бродунова закрепилась в документах как вариант для женщин, чаще всего через замужество или наследование.

У фамилии есть региональная особенность. По данным словаря русских фамилий, прозвище Бродун и его производные встречались в основном в северных и центральных губерниях России — в Вологодской, Архангельской, Костромской, а также в Сибири, куда переселенцы принесли говор с этим корнем. В южных областях, где реки шире и броды менее характерны, фамилия редка. Встречается и вариант Бродунов с ударением на первый слог — это более старое произношение, сохранившееся в некоторых диалектах.

В ономастических трудах фамилию Бродунов нередко сравнивают с однокоренными Бродский, Бродников, Бродягин. Но Бродунов выделяется именно суффиксом «-ун»: он придаёт прозвищу оттенок активного действия или постоянного свойства. Если Бродский — это «тот, кто с брода», то Бродун — «тот, кто бродит» или «живущий у брода как ремесленник». Среди носителей фамилии не было выдающихся дворянских родов — это крестьянская или мещанская фамилия, что подтверждается её отсутствием в родословных книгах и списках служилого дворянства.