Фамилия Духовнов — редкий пример отчества, которое пошло не от имени или профессии, а от абстрактного понятия. В её основе лежит слово «дух», но не в бытовом, а в религиозно-философском смысле. Чаще всего такие фамилии давали в среде духовенства: семинаристы получали фамилии по церковным праздникам, богословским терминам или добродетелям. Духовнов — прямое указание на «духовное» начало, возможно, на происхождение из семьи, где кто-то служил церкви.

Модель образования здесь необычна. Стандартный суффикс -ов присоединён к основе «духовн-», которая сама по себе уже прилагательное. Это говорит о том, что фамилия вторична: сначала могло возникнуть прозвище Духовный (например, для набожного или образованного человека), а затем от него образовали фамилию сына — Духовнов, то есть «сын Духовного». Встречается и более редкая форма Духовнин, с другим суффиксом, но Духовнов — типичный образец «семинарской» фамилии, где искусственно создавали отчества от прилагательных.

Есть и другая версия, более прозаичная. В некоторых говорах «духовный» могло означать не только «церковный», но и «обладающий сильным духом», «стойкий», а иногда — в ироничном ключе — «задумчивый» или «мечтательный». Так что предок-Духовнов мог быть не священником, а просто человеком с характером, которого так прозвали соседи.

Географически фамилия тяготеет к центральным и южным регионам России, особенно к Курской, Орловской и Воронежской областям. Это объяснимо: именно там в XVIII–XIX веках активно формировалось сельское духовенство, и семинаристы, получая фамилии, разносили их по окрестным сёлам. В дворянских родословных Духовновы не встречаются — фамилия почти наверняка разночинская или крестьянская, но с «книжным» корнем.

В написании возможна путаница: иногда встречается вариант Духовной — с окончанием, как у прилагательного. Однако в официальных документах закрепилась форма Духовнов, с суффиксом принадлежности, что окончательно превратило прозвище в наследственную фамилию.