Фамилия Чуденова ведет начало от мужского варианта Чуденов, а тот, скорее всего, от прозвища или имени Чуден. Основа здесь — древнерусское слово «чудо», но не в современном бытовом смысле («нечто необыкновенное»), а в более архаичном, связанном с понятием дива, чуда как знамения или необычного явления. В языческой и раннехристианской Руси именем Чудо или Чуден могли наречь ребенка, рождение которого сочли промыслительным или необычным — например, долгожданного или появившегося на свет после тяжелых родов.

Модель образования проста и типична для русских фамилий: суффикс -ов (-ев) присоединялся к основе, указывая на принадлежность («чей сын?» — Чуденов). Это отчество-патроним, то есть фамилия закрепилась за потомками человека по имени Чуден. Реже, но возможно, что в основе лежит прозвище Чудо, данное человеку с необычной внешностью, поведением или ремеслом — например, скомороху или юродивому, который «чудил», то есть творил диковинные вещи.

С географической точки зрения фамилия редкая и не имеет ярко выраженного центра бытования. Встречается разрозненно, чаще в центральных и северных областях России. Словарь Б. Унбегауна относит подобные образования к разряду «именных» фамилий, образованных от древнерусских неканонических имен, что ставит Чуденова в один ряд с фамилиями вроде Горев, Злобин или Нечаев — все они ведут начало от мирских прозвищ, а не от крестильных имен.

Написание с одним «н» (Чуденов, а не Чуденнов) указывает на то, что основа Чуден, а не Чуденный. Это важно: в русской ономастике суффикс -ен- редко удваивается, и форма с одним «н» — исторически точная. Если бы фамилия произошла от прилагательного «чуденный» (дивный), она бы писалась как Чуденнов, но такой вариант почти не фиксируется.