Фамилия Кобрянов образована от прозвища или нецерковного имени Кобрян. В её основе лежит корень «кобр-», который в русских говорах имел несколько значений. Наиболее вероятное — прозвище Кобрян могли дать человеку, связанному с обработкой конопли: «кобр» или «кобра» — это в некоторых диалектах сноп, пучок вымоченной конопли. Соответственно, Кобряном могли назвать того, кто мял или трепал коноплю, либо крестьянина, занимавшегося её выращиванием.

Вторая версия отсылает к значению «кобрый» — сильный, крепкий, здоровый. В этом случае фамилия указывала на физическую стать предка. Третье, менее распространённое толкование, связывает прозвище с диалектным словом «кобр» в значении «глухой, неотзывчивый человек» — такое прозвище закреплялось за молчуном или упрямцем.

Фамилия построена по стандартной патронимической модели: суффикс «-ов» указывает на принадлежность («чей?» — Кобрянов сын). Форма Кобрян — это, скорее всего, усечённый вариант имени или прозвища, которое звучало как Кобря (сравните: Иван — Иваня, Кобр — Кобря). Встречаются однокоренные фамилии Кобрин, Кобров, Кобря, Кобриков — все они восходят к тому же корню, но различаются по способу образования.

Географически фамилия редкая, её очаги фиксируются в центральных и северных областях России, особенно в Вологодской и Архангельской губерниях, где коноплеводство было развито, а диалектная лексика хорошо сохранилась. В документах XVII–XVIII веков можно найти крестьян Кобряновых в писцовых книгах по Устюгу Великому и Вятке.

Сословно фамилия недворянская: Кобряновы — это крестьяне или посадские люди. В дворянских родословных книгах она не зафиксирована.