Фамилия Громоглазов — один из ярких примеров так называемых «говорящих» русских фамилий, образованных от прозвища. Её основа — словосочетание «громкий глас», то есть зычный, сильный голос. Прозвище Громоглаз, скорее всего, закрепилось за человеком с необычайно мощным голосом: зазывалой на ярмарке, дьяконом в церкви, глашатаем или просто крикливым, властным соседом. В русской традиции такие прозвища часто давались в насмешку или, наоборот, с уважением за природную стать.

Модель образования проста и типична для XVII–XIX веков: к основе «Громоглаз» добавили патронимический суффикс -ов, означающий «сын Громоглаза» или «из семьи Громоглазовых». В отличие от фамилий на -ин, которые образуются от основ на -а/-я (Громоглазин), здесь сработал суффикс -ов, характерный для мужских прозвищ с твёрдым окончанием. Интересно, что полная форма «Громоглазов» встречается реже, чем могла бы: в переписях чаще фиксировались упрощённые варианты вроде Громогласов (с утратой одного «з») или Громогласный.

Филологически прозвище можно разобрать на два корня: «гром» (звук, сила, грохот) и «глас» (голос). Это не калька с греческого или латыни, а чисто народное образование — подобные сдвоенные прозвища (Скороспелов, Белоглазов, Громобоев) были в ходу у крестьян и посадских людей центральной России. По данным ономастов, фамилия тяготеет к северным и волжским регионам: в Архангельской, Вологодской и Костромской губерниях она встречалась чаще, чем в черноземье.

Сословно Громоглазовы, как правило, относились к крестьянам или мещанам. В дворянских родословных книгах эта фамилия не значится — в отличие от однозвучных, но аристократичных Громовых или Глазатовых. Однако это не умаляет её колорита: прозвище Громоглаз могло принадлежать не только горластому мужику, но и, например, церковному чтецу, чей голос перекрывал шум толпы. В словаре В. Даля слово «громогласный» прямо связано с «громким, звучным, зычным голосом», так что семантика фамилии прозрачна и не требует сложных этимологических реконструкций.