Фамилия Холдунов — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти наверняка связано с характером или поведением человека, а не с профессией или местом жительства. Корень здесь — диалектный глагол «холда́ть» или «холдить», который в некоторых русских говорах означал «бездельничать», «шататься без дела», «бродить праздно». Соответственно, Холдун — это прозвище ленивого человека, гуляки или того, кого в других регионах назвали бы «шалопай» или «балбес». Суффикс -ун в русском языке как раз и образует названия лиц по характерному действию (ср. «бегун», «крикун», «молчун»), так что «холдун» — это «тот, кто холдает».

Фамилия образована по стандартной патронимической модели: к прозвищу Холдун добавили притяжательный суффикс -ов, и получилось «Холдунов» — буквально «сын Холдуна». В отличие от фамилий на -ин, которые происходят от основ на -а/-я, эта форма типична для мужских прозвищ на твёрдый согласный.

Встречается фамилия крайне редко. Основной ареал, судя по имеющимся данным, — юг России и Поволжье, где диалектная лексика лучше сохраняла такие глаголы. Никаких параллелей с тюркскими или иными языками здесь нет: это исконно русская, «характерологическая» фамилия, которая в прошлом могла быть дана не в обиду, а как бытовая характеристика — в деревнях прозвища часто закреплялись за конкретным человеком и переходили к потомкам уже в нейтральном значении.

Есть и другая, менее вероятная версия: от слова «холда» — так в некоторых говорах называли хлев или закуток для скота. Тогда Холдун — человек, живущий при таком помещении или ухаживающий за скотом. Но эта гипотеза слабее, потому что суффикс -ун в значении «владелец помещения» нехарактерен для русского языка: обычно так образуют прозвища по действию, а не по предмету.

Однокоренных фамилий практически нет, что дополнительно подчёркивает локальный и диалектный характер основы. В письменных источниках XVII–XVIII веков фамилия не зафиксирована — скорее всего, она оформилась поздно, в крестьянской среде, где прозвища долго бытовали без документального закрепления.