Фамилия Гамаюнова образована от нецерковного имени Гамаюн. В основе — образ сказочной птицы. В славянской мифологии Гамаюн — вещая птица с женской головой и грудью, посланник богов. Согласно поверьям, она знает всё о происхождении земли, неба, богов и героев, поёт людям божественные гимны и предвещает будущее тем, кто умеет слышать тайное. С образом Гамаюна связаны и более тревожные приметы: считалось, что когда она летит с восхода, приходит смертоносная буря.

Само слово «гамаюн» происходит от «гамаюнить» — баюкать. Очевидно, мифы о ней служили ещё и сказками детям на ночь. Собрание таких легенд известно как «Песни птицы Гамаюн» — оно повествует о сотворении мира и рождении языческих богов.

Имя Гамаюн, как и другие мирские имена, давали ребёнку до крещения. Называя сына Гамаюном, родители могли желать ему мудрости, прозорливости или, напротив, таким именем старались обмануть нечистую силу, показав, что ребёнок не представляет ценности. Со временем потомок человека с этим именем получил фамилию Гамаюнова.

Фамилия образована по стандартной модели с суффиксом -ов, что указывает на принадлежность: «из дома Гамаюна». Ударение в фамилии, скорее всего, падает на предпоследний слог — Гамаю́нова, хотя в бытовой речи возможны варианты.

От той же основы возникли и другие русские фамилии — Гамаюнов, Гамаюн. Встречаются они в разных регионах, но наиболее частотны в областях, где были сильны старообрядческие традиции, сохранявшие древние имена и прозвища.