Фамилия Колбуновы (в мужском варианте — Колбунов) произошла от личного прозвища Колбун. Это прозвище, скорее всего, относилось к профессиональной или внешней характеристике человека. Основная версия связывает его с диалектным глаголом «колбать» — «плохо шить». Если это так, то Колбуном могли называть портного, чья работа не пользовалась спросом у соседей. Такие фамилии, образованные от прозвищ по ремеслу, но с уничижительным оттенком, встречаются в русской ономастике нередко.

Вторая версия ведет к слову «колба». В старину колбой называли не только лабораторный сосуд, но и пузатый, узкогорлый глиняный кувшин для хранения постного масла, а также кубышку. Отсюда возможны сразу два значения прозвища: либо человека, связанного с химией или перегонкой масел, либо человека полного, «пузатого». Третья, менее популярная гипотеза, отталкивается от внешнего сходства: прозвище могли дать за сходство с рыбкой-бычком (в некоторых говорах — «колбун»).

Словообразовательная модель проста: к основе «Колбун» добавили типичный русский суффикс принадлежности -ов, что означает «сын Колбуна» или «принадлежащий Колбуну». Это одна из самых распространенных моделей для русских фамилий, особенно в центральных и северных регионах.

Точное место и время возникновения фамилии назвать сложно — процесс закрепления прозвищ в качестве фамилий шел несколько веков. Однако можно предположить, что фамилия Колбуновы бытовала в среде крестьян или посадских людей, где прозвища часто давались по профессии или внешности. В отличие от дворянских фамилий, которые фиксировались в родословных книгах, такие «простые» фамилии часто оставались только в устной традиции и локальных документах, что затрудняет их точную географическую привязку.