Фамилия Долгонов образована по самой распространённой в русском языке модели — с суффиксом -ов, который указывает на принадлежность: «чей?» — «Долгонов», то есть сын или потомок человека по прозвищу Долгон. Основа здесь — усечённая форма от прозвища Долгоногий или Долгоносый. В русских говорах «долгон» нередко заменяло полное прилагательное: так могли назвать человека с длинными ногами, а в некоторых диалектах — с длинным носом. Судя по географическому распространению, фамилия Долгонов встречается в основном в Поволжье и на юге России, что указывает на возможное происхождение из среды крестьян или однодворцев, где прозвища давались по внешним приметам без особой изобретательности.

В отличие от более известной фамилии Долгоруков, которая имела княжеское происхождение (от прозвища Долгорукий), Долгонов — фамилия демократичная, народная. У неё нет связи с аристократией, и в дореволюционных родословных книгах она не встречается. Если обратиться к трудам Б. Унбегауна, то он отмечает, что фамилии на -ов от прозвищ с корнем «долг» (длинный) — явление распространённое, но именно форма «Долгон» встречается реже, чем, скажем, Долгушин или Долганов. Возможно, в основе лежало не только прозвище, но и мирское имя Долгон, которое давали ребёнку по народной традиции «от сглаза» — чтобы рос высоким и здоровым.

Спорный момент: некоторые любители народной этимологии связывают фамилию со словом «долг» (задолженность). Эта версия слабая, потому что в русском языке «долг» никогда не давал прозвищ с суффиксом -он, а слово «долгон» в значении «должник» не зафиксировано в диалектах. Правдоподобнее считать, что корень здесь — «долг-» в значении «длинный» (сравните: долгий, долгота). Таким образом, предок современного носителя фамилии Долгонов был, скорее всего, человеком заметного роста или с длинным носом, и его прозвище закрепилось за потомками в форме фамилии.