Фамилия Диюнов — редкий случай, когда основа не бросается в глаза и не очевидна на слух. Она образована по стандартной русской модели с суффиксом -ов, который указывает на принадлежность («чей?»). Значит, в основе лежало личное имя или прозвище Диюн. Разобраться с ним сложнее: в древнерусских святцах такого имени нет, а в современных словарях оно не фиксируется как распространённое.

Самая вероятная версия — прозвище от диалектного глагола «диять» или «деять», то есть делать, совершать, а также говорить, болтать. В северных и сибирских говорах «диюн» могло означать деятельного, хлопотливого человека, а в других регионах — говорливого, пустомелю. Фамилия могла закрепиться за предком, которого в округе знали как неутомимого работника или, наоборот, как любителя поболтать. Прямых аналогов в литературном языке нет, поэтому версия с диалектным корнем — основная.

Менее вероятно, но возможно, что Диюн — это искажённая форма крестильного имени. Например, Дий (от латинского «божественный») или Диомид (в просторечии Демид). В устной речи имя могло обрасти суффиксом -ун, характерным для прозвищ (говорун, бегун), и превратиться в Диюн. Однако такая трансформация редка, и более правдоподобно видеть здесь именно прозвище, а не переделанное календарное имя.

Суффикс -ов делает фамилию типично русской, патронимической по форме, но с нецерковной основой. Это указывает на крестьянское или посадское происхождение: в среде духовенства и дворянства такие «прозвищные» фамилии встречались реже. Географически фамилия Диюнов встречается спорадически, без ярко выраженного гнезда, что тоже говорит в пользу диалектного происхождения: носители могли разойтись из одной местности, где бытовало слово «диюн». В сводных списках фамилий России она не входит даже в тысячу самых частых, что делает её ценной для локальной генеалогии.