Фамилия Гамзунов — один из тех случаев, где корень почти наверняка тюркский, а русский суффикс лишь оформил прозвище в фамилию. Основа «гамзун» или «гамзан» восходит к тюркскому слову со значением «толстый», «упитанный», «дородный». В татарском, башкирском и некоторых других языках схожие корни давали прозвища людям плотного телосложения, иногда с оттенком «крепкий», «здоровый». Таким образом, первый носитель прозвища Гамзун — скорее всего, человек видный, не худощавый, возможно, обладавший физической силой.

Суффикс -ов указывает на типичную русскую модель образования фамилий от прозвищ или имен, оканчивающихся на твердый согласный. Гамзунов буквально означает «сын Гамзуна» или «из рода Гамзуна». Поскольку фамилия встречается нечасто и не имеет очевидных параллелей в славянских языках, её тюркское происхождение — основная и самая правдоподобная версия. В словаре тюркских заимствований в русских фамилиях такие основы описаны, хотя сам Гамзунов — фамилия редкая, в отличие от более распространённых Гамзатов или Гамбаровых.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где исторически были сильны русско-тюркские контакты: Поволжье, Урал, южные области России. Встречается она и среди казачества, что не удивительно — в казачьей среде было много выходцев из татар, башкир, ногайцев, получавших прозвища на родном языке, а затем переходивших в православие и обретавших фамилии по отцу.

Важно не путать Гамзунова с фамилией Гамзулин, у которой суффикс -ин указывает на основу, оканчивающуюся на -а или мягкий согласный, хотя корень может быть тот же. В случае Гамзунова суффикс -ов говорит о том, что прозвище отца звучало именно как Гамзун, без изменений. Других версий происхождения — от славянского корня или от имени Гамза (арабского происхождения, означающего «лев») — лингвисты не предлагают, так как форма «Гамзун» не выводится из арабского напрямую без натяжек. Так что перед нами прозвище по внешности, закрепившееся за родом.