Фамилия Иоанесов — редкий случай в русском ономастиконе. Её основа — церковная форма имени Иван, а именно Иоанн. В отличие от массовых фамилий вроде Иванов или Иоаннов, здесь мы видим суффикс -есов, который в русском языке почти не встречается и явно указывает на нерусское происхождение носителя или на искусственное, книжное образование фамилии.

Скорее всего, фамилия Иоанесов — это русифицированная версия армянской фамилии Иоанесян или грузинской Иоанесови (в русской передаче). В Армении и Грузии фамилии на -ян/-ан и -дзе/-швили часто образовывались от имени Ованес (армянский вариант Иоанна). Когда представители этих народов попадали в Российскую империю, их фамилии нередко адаптировали под русские патронимы, добавляя окончание -ов. Так Иоанесян мог превратиться в Иоанесова, а затем, при смене поколений или в документах, закрепиться как Иоанесов. Суффикс -есов вместо ожидаемого -ов (как в Иванов) — прямое указание на то, что исходная форма оканчивалась на -ес: Иоанес (а не Иоанн).

Менее вероятная, но возможная версия — происхождение из среды русских священнослужителей. В семинариях было принято давать фамилии по имени святого или по церковному празднику. Семинарист мог получить фамилию Иоаннесов (от Иоанн), но при записи в метрическую книгу или при бытовом произношении двойное «н» могло выпасть, а окончание упроститься. Однако в этом случае ожидалась бы форма Иоаннов или Иоаннесов, а не Иоанесов.

Таким образом, владельцы фамилии Иоанесов с высокой вероятностью — потомки выходцев из Закавказья, чья фамилия была адаптирована к русским нормам в XIX — начале XX века. Географически фамилия встречается единично, в основном на юге России и в крупных городах, куда в советское время мигрировало население из Армении и Грузии.