Фамилия Дерновых — яркий пример севернорусской модели образования фамилий с помощью суффикса -ых (в современном написании часто -ых). Эта модель, характерная для Архангельской, Вологодской, Вятской губерний и некоторых районов Сибири, заселенных выходцами с Русского Севера, указывает на принадлежность к роду, к дому: Дерновых — «из дома Дерновых».

Основа фамилии — слово «дёрн». Дёрном называют верхний слой почвы, густо переплетенный корнями трав. Прозвище Дерн или Дернов мог получить человек, живший на целине, на нови, или же тот, кто занимался заготовкой дёрна — например, для строительства землянок или укрепления откосов. В старину дерниной могли называть и крепкого, коренастого человека, «приросшего» к земле, домоседа.

Встречается и другая, менее очевидная версия. В некоторых говорах «дерн» означало «задор», «ссора». Отсюда прозвище Дерн могло достаться сварливому, задиристому человеку. Однако эта версия менее распространена: фамилии от свойств характера чаще образуются от более однозначных корней (Сердитых, Злобных), а «дёрн» в значении «ссора» — узко диалектное, почти забытое слово.

Фамилия Дерновых — редкая по сравнению с однокоренными Дернов или Дерновский. Форма на -ых несет отпечаток коллективного сознания: в деревне говорили не «Иван Дернов», а «Иван Дерновых», подчеркивая его принадлежность к определенному роду. В документах XIX века такую фамилию чаще всего можно встретить среди государственных крестьян и мещан северных губерний.