Фамилия Фафанов — один из тех случаев, когда этимология не лежит на поверхности, а исходное слово почти исчезло из живого языка. Основа «фафан» в русских говорах не была распространённой, но оставила следы в диалектах и ономастике. Скорее всего, прозвище Фафан дали человеку с необычной манерой речи: в некоторых северных и сибирских говорах «фафанить» означало говорить невнятно, бормотать, издавать нечленораздельные звуки. Человек, который «фафанил», то есть говорил себе под нос или картавил, мог получить такое прозвище, а его дети уже стали Фафановыми.

Модель образования типична для русских фамилий: суффикс -ов присоединился к основе личного прозвища. Фамилия появилась в среде крестьян и посадских людей, где прозвища часто фиксировали особенности поведения или речи. В документах XVII–XVIII веков можно встретить варианты «Фафанов» и «Фофанов» — они могли чередоваться из-за аканья: в безударной позиции «о» звучало как «а», и писцы записывали на слух. Поэтому часть современных Фафановых — это потомки тех, кого в метриках записывали как Фофановых.

Есть и другая, менее вероятная версия: связь с греческим именем Феофан (Богоявленный), которое в народном произношении могло сократиться до Фофан, а затем через аканье дать форму Фафан. Однако эта гипотеза слабая: в русской традиции имя Феофан давало фамилии Феофанов или Фофанов, а переход «о» в «а» в корне под ударением (Фо́фан → Фа́фан) нехарактерен для живой речи — ударение фиксирует гласный. Правдоподобнее, что Фафанов — это фамилия от прозвища, а не от канонического имени.

Географически фамилия редкая, встречается разрозненно: в центральных областях России и на Урале. В переписях XIX века её носители — преимущественно крестьяне и мещане. Известных исторических деятелей с этой фамилией не зафиксировано, что только подтверждает её бытовое, «низовое» происхождение: Фафановы — потомки простых людей, чьё прозвище закрепилось за родом.