Фамилия Гагаринова — женская форма фамилии Гагаринов, и её происхождение напрямую связано с мужским прозвищем Гагара. В основе лежит название крупной водоплавающей птицы, обычно чёрного цвета. Прозвища от названий птиц были широко распространены у славян, и Гагара могла закрепиться за человеком по разным причинам. Самая прямая ассоциация — со смуглой внешностью: чёрное оперение гагары могло напомнить о тёмном цвете кожи или волос. Но есть и другая версия: крик гагары, похожий на хохот, мог стать причиной, по которой прозвище давали хохотуну или весельчаку.

Сама фамилия Гагаринов образована по стандартной русской модели с патронимическим суффиксом -ов. Это означает, что предок носителя фамилии (в мужском роде) был сыном человека по прозвищу Гагара. Фамилия довольно редкая, и её стоит отличать от знаменитой фамилии Гагарин: та образована от другого корня — «гагара» в значении «длинноногий, неуклюжий человек» (по птице с длинной шеей) либо от старинного слова «гагарь» (глухарь). В случае с Гагариновым прозвище, скорее всего, указывало на внешность или характер, а не на неуклюжесть. Приставка -ин в женском варианте фамилии Гагаринова — это грамматическая форма, а не отдельный суффикс происхождения.