Фамилия Бутунов образована от прозвища или нецерковного имени Бутун. В основе этого имени лежит диалектное слово «бутун» или «бутунь» — так в некоторых русских говорах, особенно в сибирских и северных, называли бочонок, кадку, а иногда и полного, плотного человека. Связь прямая: либо предок занимался бондарным ремеслом — делал бочки и кадки, либо получил прозвище за крепкую коренастую фигуру. Второе правдоподобнее: бондарей чаще называли по ремеслу напрямую (Бондарь, Бочар), а прозвище Бутун скорее указывало на внешность.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с тюркским словом «бутун» (целый, невредимый). В этом случае фамилия могла возникнуть в среде татарского или башкирского населения, а затем обрусела. Однако для фамилии Бутунов, особенно если она встречается в центральных русских областях, славянская этимология выглядит естественнее.

Модель образования типична для русских фамилий: суффикс -ов присоединяется к основе Бутун и указывает на принадлежность («чей?» — сын Бутуна). Это значит, что родоначальника звали просто Бутун, а его потомки стали Бутуновыми. Такая схема в XVI–XVII веках была самой распространённой среди крестьян и посадских людей.

Стоит заметить, что фамилия Бутунов не относится к числу очень редких, но и массовой её не назвать. Встречается преимущественно в Поволжье, на Урале и в Сибири — в тех регионах, где диалектное слово «бутун» было в ходу, а также куда переселялись крестьяне из центральной России. По сословной принадлежности предки Бутуновых, скорее всего, были государственными или помещичьими крестьянами, реже — мещанами.

Если сопоставить с однокоренными фамилиями — Бутусов, Бутаков, Бутин, — видно, что все они отталкиваются от разных вариантов одного корня, но Бутунов сохраняет самую прямую связь с исходным прозвищем.