Фамилия Бутунина — женская форма, мужская версия — Бутунин. В её основе лежит прозвище или нецерковное имя Бутун. Само слово «бутун» в русских говорах имело несколько значений, и чтобы понять, какое из них породило фамилию, нужно смотреть на регион.

В северных и сибирских говорах бутуном называли быка-производителя, а также вообще крупное и сильное животное. Прозвище Бутун могли дать крепкому, упрямому или грубоватому мужчине. В других областях «бутун» — это стебель лука, идущий в стрелку, или молодой побег растения. Такое прозвище мог получить высокий, худощавый человек или, в ироничном смысле, кто-то невысокий и суетливый. Третье, более редкое значение — «глупый, бестолковый человек», но оно встречается реже и скорее как вторичное.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Бутунин — это «сын Бутуна» или «человек из рода Бутуна». Модель образования типична для русских фамилий, возникших в крестьянской среде. Фамилия недворянская, не искусственная — она сложилась естественным путём из бытового прозвища.

Стоит отметить, что фамилия Бутунина не так распространена, как, например, Иванов или Кузнецов, но имеет чёткий ареал. По данным переписей и современных телефонных справочников, она чаще встречается в северных областях России — Архангельской, Вологодской, а также в Сибири, куда переселенцы принесли её с собой. Это косвенно подтверждает связь с северорусским говором, где «бутун» в значении «бык» было обычным словом.

В ономастике нет единого мнения о том, какое из значений первично. Словарь русских фамилий, составленный по материалам Б. Унбегауна, склоняется к версии «бык, самец», но не исключает и растительную метафору. Спор решается просто: если предки жили в регионе, где разводили скот, скорее всего, прозвище было «животным»; если на юге, в огороднических областях, — «растительным». Для большинства носителей фамилии, чьи корни уходят на Русский Север, первая версия правдоподобнее.