Фамилия Дормидонтов ведет начало от церковного мужского имени Дормидонт. Это имя греческого происхождения, в переводе означает «начальник копьеносцев». Имя давали в честь святого мученика Дормидонта, принявшего христианство и пострадавшего за веру. День памяти этого святого приходится на 2 октября. Фамилию образовали по стандартной русской модели: к основе имени добавили патронимический суффикс -ов, который указывал на принадлежность к роду («сын Дормидонта»). Со временем отчество закрепилось как наследственная фамилия.

Фамилия Дормидонтов — довольно редкая. Исходное имя Дормидонт никогда не было массово распространено на Руси, оно оставалось преимущественно в среде духовенства и купечества, где любили редкие календарные имена. Поэтому носители фамилии с большой вероятностью происходят из семей, где предки принадлежали к этим сословиям. Словообразовательная модель типична для русских фамилий, образованных от полных форм крестильных имен: в отличие от уменьшительных или прозвищных основ (как в фамилиях Дормидонтовых однокоренников Дормидонтьев или Дормидошкин), здесь использовано официальное, полное имя.

Примечательно, что в русском быту имя Дормидонт часто подвергалось переделке и сокращению. От него произошли такие народные формы, как Дормидон, Дормидонтыч, Дормидоша. Однако фамилия Дормидонтов сохранила исходную церковную форму, что говорит о книжном, а не просторечном пути ее возникновения. Встречаются и варианты написания с одной «о» — Дормидонтов, что связано с упрощением в произношении, но исторически верным считается написание через две «о», отражающее полную форму имени.