Фамилия Дудунов образована по самой распространённой в русской ономастике модели: от прозвища или нецерковного имени с помощью суффикса -ов. Основа здесь — «Дудун», и именно вокруг неё строится главный вопрос: что означало это слово и откуда оно взялось.

Самая вероятная версия связывает «Дудуна» с тюркскими языками. В ряде тюркских наречий «дудун» или «дудун» означало «дед», «предок», а также могло быть уважительным обращением к старшему мужчине. В русских говорах, особенно в южных и пограничных с тюркским миром регионах, такое прозвище мог получить человек солидного возраста, бородатый или просто степенный, которого в шутку или всерьёз называли «дедом». Эта версия подкрепляется тем, что фамилия Дудунов чаще встречается в областях, где исторически был силён тюркский субстрат: в Поволжье, на Урале, в Оренбуржье.

Менее распространённая, но тоже возможная версия — связь с глаголом «дудеть» или звукоподражательным «ду-ду». В этом случае «Дудун» — прозвище музыканта, дудочника, или же человека, который постоянно напевает себе под нос. Однако такая версия встречается реже, так как для неё более естественным было бы образование «Дудин» или «Дудкин», а форма с суффиксом -ун типична для тюркских заимствований.

Версия о происхождении от крестильного имени Дудор, Дудорка (производное от Феодор) сомнительна: фонетический переход «д» в «н» на конце нехарактерен для русской речи.

Таким образом, носитель фамилии Дудунов, скорее всего, потомок человека, которого в русско-тюркском пограничье уважительно называли «дедом» или «старцем». Фамилия редкая, недворянская, бытовала в основном в крестьянской и казачьей среде.