Фамилия Двоеносов, как и многие русские фамилии, произошла от прозвища. Её основу составляет прозвище Двоенос, и здесь интересна именно эта модель: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?»), то есть Двоеносов — это «сын Двоеноса» или «потомок человека по прозвищу Двоенос». Само прозвище составное: первая часть «двое» или «два», вторая — «нос». Такие «парные» прозвища на Руси давали не случайно.

Самая прямая и правдоподобная версия — человека так прозвали за особенность внешности, а именно за необычную форму носа. Например, если на носу был заметный шрам, рассекавший его надвое, или если нос имел раздвоенный кончик. В народе такие приметы подмечали метко и закрепляли в прозвищах. Вторая версия, тоже возможная, — прозвище могло быть ироничным и относиться к человеку с особенно острым или, наоборот, «двойным» обонянием, то есть к тому, кто всё чуял наперёд. В словарях русских прозвищ встречаются похожие образования (Кривонос, Щербонос), что подтверждает типичность такой модели для характеристики человека по части лица.

Есть и более редкая гипотеза: прозвище Двоенос могло быть не бытовым, а «церковно-именным» — так в народе могли переосмыслить какое-нибудь редкое календарное имя (например, греческое Дионисий), переделав его на понятный лад. Но это лишь предположение: прямых документальных подтверждений такой трансформации для фамилии Двоеносов нет. Географически фамилия встречается нечасто, в основном в центральных и южных областях России, что говорит о её относительно позднем закреплении (не раньше XVII–XVIII веков, когда фамилии массово оформлялись у крестьян и мещан). В любом случае, предок носителя этой фамилии был заметным человеком в своей среде — раз получил такое выразительное прозвище, которое запомнили и передали потомкам.