Фамилия Диагенова — редкий случай, когда в основе лежит не русское имя или прозвище, а древнегреческое. Её образовали от имени Диоген. Чередование «о» на «а» в корне — типичная примета «акающих» говоров, где безударное «о» произносится как «а». На письме это закрепилось, и получилась форма Диагенов, а не Диогенов.

Имя Диоген переводится как «из рода Зевса»: «Дио» означает «Зевс, бог», а «ген» — «род, сын». В буквальном смысле — «имеющий божественное происхождение». Самое известное имя в истории — Диоген Синопский, древнегреческий философ-киник, живший в IV веке до н. э. Но были и другие: Диоген Аполлонийский (философ V века до н. э.) и Диоген Лаэртский, автор знаменитых «Жизнеописаний философов».

Фамилия Диагенова — женская форма, мужской вариант — Диагенов. Суффикс -ов указывает на стандартную русскую модель: «чей?» — «сын Диогена». Потомка человека, носившего это античное имя, в русской среде прозвали по отцу, и со временем прозвище закрепилось как фамилия. Учитывая редкость имени Диоген в крестьянской и мещанской среде, предок, скорее всего, получил его не в честь философа напрямую, а по святцам — имя Диоген встречается в православных месяцесловах, хотя и нечасто.