Фамилия Чорнобровкин — редкий случай, когда написание выдаёт южнославянское или западнорусское происхождение. В ней слышен украинский или белорусский след: «чорний» вместо русского «чёрный». Если бы предок жил в великорусских землях, фамилия писалась бы как Чернобровкин. Вариант через «о» указывает либо на регион, где аканье отражалось на письме, либо на прямую миграцию носителей говора с Украины или из Беларуси в Центральную Россию.

Основа фамилии — прозвище Чорнобровка, то есть «чернобровый». В среде крестьян и ремесленников прозвища по внешности давали без обидного оттенка: густые чёрные брови считались приметой красоты и мужественности. Суффикс «-кин» указывает на принадлежность: Чорнобровкин — буквально «сын Чорнобровки». Модель с «-ин» типична для фамилий, образованных от прозвищ на -а/-я, в отличие от «-ов» для основ на согласный.

Однокоренные фамилии — Чернобров, Чернобровый, Чернобровкин — встречаются рассеянно по всей Украине, Беларуси и югу России. Чорнобровкин же географически привязан к Курской, Воронежской и Ростовской областям, где исторически смешивались великорусское и украинское население. В переписях XIX века такие фамилии фиксировали у однодворцев и государственных крестьян, реже у казаков.

Споров о происхождении корня нет: «чорнобров» прозрачно. Единственный нюанс — не путать с фамилией Чорнобров, где отсутствует суффикс принадлежности. Чорнобровкин — патроним, подчёркивающий, что прозвище закрепилось за родом через отца. В современной России фамилия остаётся малочисленной, но устойчивой, без угасания.