Фамилия Касьянов — одна из тех, что образована напрямую от крестильного имени. Её основа — мужское имя Касьян, которое в старину было распространено в народной среде, хотя в церковном календаре оно закрепилось в форме Кассиан. Латинский корень имени — «cassus» — означает «пустой». Это значение не несло негативного оттенка в контексте личного имени: так называли детей, возможно, связывая имя с идеей простоты или непритязательности.

Модель образования типична для русских фамилий: к основе Касьян прибавили патронимический суффикс -ов, указывающий на принадлежность — «сын Касьяна». Суффикс -ов, а не -ин, появляется потому, что имя заканчивается на твёрдый согласный. По этой же схеме возникли фамилии Касьянов, Касьяненко, Касьяник — разница лишь в региональных суффиксах.

Существует и другая версия, менее убедительная: будто бы фамилия восходит к прозвищу Касьян, которое могли дать человеку по роду занятий — к примеру, коса́рю. Однако эта гипотеза слаба: прозвище Касьян не зафиксировано в источниках как обозначение профессии, а имя Касьян, напротив, хорошо известно по святцам. Скорее всего, перед нами именно патроним, а не прозвищная фамилия.

Интересная деталь: в народной традиции день Касьяна (29 февраля по старому стилю) считался несчастливым и опасным. Сам Касьян в восточнославянском фольклоре приобрёл демонические черты — его называли «Касьян завистливый», «Касьян немилостивый». Это повлияло на то, что имя Касьян постепенно вышло из активного употребления, а фамилия Касьянов, напротив, осталась — как память о тех временах, когда имя было обычным.