Фамилия Чернобрыков — классический пример того, как внешность человека становилась его родовым именем. В её основе лежит прозвище Чернобрык, которое давали человеку с очень тёмными, чёрными бровями. В русских говорах слово «бры» означало «бровь», отсюда и «чернобрыкий» — чернобровый. Прозвище было точным и наглядным, а значит, легко запоминалось и закреплялось.

Модель образования фамилии самая распространённая для восточнославянских земель: суффикс -ов присоединялся к основе прозвища, указывая на принадлежность — «сын Чернобрыка» или «из семьи Чернобрыка». Получается, что первый носитель фамилии, скорее всего, был потомком человека с приметными чёрными бровями. В отличие от фамилий на -ин (от основ на -а/-я), здесь сработала типичная для прозвищ мужского рода модель.

Интересно, что фамилия Чернобрыков встречается реже, чем её близкий родственник Чернобровкин. Разница в суффиксе: -к- в Чернобровкин указывает на уменьшительно-ласкательную или уничижительную форму прозвища («Чернобровка»), тогда как Чернобрыков образован напрямую от более грубоватого, но точного «Чернобрык». Это говорит о том, что прозвище могло бытовать в среде, где ценили прямоту, — скорее у крестьян или ремесленников, чем у дворян, которые предпочитали более «литературные» формы вроде Чернобровского.

Географически фамилия тяготеет к южнорусским и украинским регионам, где слово «бры» (бровь) было в ходу, а чернобровость считалась признаком красоты и здоровья. Встречается она и в Беларуси. Сословно это, скорее всего, крестьянская или мещанская фамилия — в дворянских родословных книгах она не числится. В дореволюционных переписях носители фамилии фиксировались в основном в Курской, Воронежской и Харьковской губерниях.

Есть и альтернативная, менее вероятная версия: что прозвище Чернобрык могли дать не за цвет бровей, а за характер — «чернобрыким» в некоторых говорах называли угрюмого, насупленного человека. Но она слабее, так как прямое описание внешности в прозвищах встречается в разы чаще, чем метафорическое. Поэтому основная версия — фамилия, рождённая из приметной внешности предка.