Фамилия Громовых — одна из тех, что образована напрямую от прозвища. В её основе лежит слово «гром»: оглушительный стук, гул, раскат звуков, рокотанье, слитный шум. Человек с таким прозвищем мог выделяться громким и сильным голосом. Но есть и другая версия: прозвище Гром могло быть связано с глаголами «громыхать» и «грохотать» — то есть громко смеяться, хохотать. Тогда Громом называли веселого, шумного человека, любившего посмеяться от души.

С точки зрения словообразования фамилия Громовых относится к модели на -ых/-их. Это типичная для севера России и некоторых сибирских областей форма родительного падежа множественного числа, отвечающая на вопрос «чьих будете?»: из семьи Громовых. В центральных и южных регионах та же основа дала бы фамилию Громов, но форма на -ых закрепилась именно как семейное прозвище целого рода.

Интересно, что у фамилии Громовых есть редкая особенность: она осталась в исходной падежной форме и не склоняется по правилам притяжательных прилагательных. В отличие от Громова, который может стать Громовым, фамилия Громовых не меняет окончания при склонении — это её выдает как представительницу архаичной северной модели.

По социальному составу носители фамилии Громовых чаще всего были крестьянами или посадскими людьми. В дворянской среде такая форма практически не встречалась, потому что она считалась простонародной. Прозвище Гром, а затем и фамилия Громовых, закрепилось за человеком как наиболее употребительное именование, и со временем перешло к потомкам.