Фамилия Гайворонов звучит на южный лад — и не зря. Её основа напрямую связана с украинским и южнорусским словом «гайворон», то есть грач. В орловских, курских, воронежских говорах эту чёрную перелётную птицу называли именно так, и прозвище Гайворон получал человек — скорее всего, за внешность (тёмные волосы, смуглота) или за голос, напоминающий грачиный крик. Бывало, что прозвище давали и по повадке: если человек был криклив, суетлив или, наоборот, любил ходить стаями, его тоже могли окликнуть Гайвороном.

Модель образования типична для восточнославянских фамилий: суффикс -ов присоединился к основе Гайворон, указав на принадлежность — «чей?» — «Гайворонов сын», «из рода Гайворона». Такая форма закрепилась в XVI–XVII веках, когда в Московском государстве и на землях Речи Посполитой шёл массовый переход от прозвищ к наследственным фамилиям. В украинской среде та же основа дала фамилию Гайворон (без суффикса) или Гайворонский — с типичным для шляхты и духовенства суффиксом -ский.

Интересно, что фамилия почти не встречается в северных и сибирских регионах — её ареал плотно привязан к чернозёмной полосе, где грачи — обычная птица. В документах XVIII века Гайвороновы фигурируют как однодворцы и государственные крестьяне южных окраин. Встречается и вариант написания через «а» — Говоронов, но это скорее диалектное упрощение, когда безударное «ай» стягивалось в «а».

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Грачёв — полный смысловой аналог, но он распространён гораздо шире и чаще встречается в центральной России. Гайворонов же сохраняет региональный колорит и выдаёт южное происхождение носителя. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» эта фамилия упоминается как характерный пример прозвищ от названий птиц в южновеликорусской традиции.