Фамилия Феодосова — женская форма, а её мужской вариант — Феодосов. В основе лежит каноническое крестильное имя Феодосий (от греческого «Феодосиос» — «данный Богом»). С суффиксом -ов фамилия образовалась по классической русской модели: имя Феодос → Феодосов. Интересно, что полная форма имени в быту почти не использовалась — в народе его сокращали до Федос, Федосей, Федосий. Поэтому Феодосовы — это потомки человека, которого в документах могли записать и как Феодосий, и как Федос.

Разница между Феодосовым и Федосовым не случайна. Если фамилия Федосов — массовая, то Феодосов встречается реже и хранит следы книжного, церковного произношения. В XVII–XVIII веках, когда фамилии только закреплялись, писарь мог записать крестьянина «Феодосов», если тот числился в приходе как Феодосий, или «Федосов», если в быту его звали Федос. Оба варианта законны, но Феодосов указывает на более грамотную или духовную среду — возможно, предок был церковнослужителем или происходил из семьи, где имя писали по-церковнославянски.

Географически фамилия тяготеет к центральным и южным губерниям России, где имя Феодосий было популярно. В переписях XIX века Феодосовы встречаются в Курской, Тамбовской, Воронежской губерниях — в зоне, где смешивались великорусские и малорусские говоры. Там имя Феодосий нередко звучало как «Хведос», что дало параллельные фамилии Хведосов и Федосов.

Ударение в фамилии обычно падает на второй слог: Фео́досова. Это логично: в полном имени Феодо́сий ударение на третьем слоге, но в краткой форме Фео́дос оно смещается на второй. Фамилия закрепила именно этот разговорный вариант произношения, что подтверждает её народное происхождение, а не искусственное книжное.