Фамилия Колчунов образована от прозвища или мирского имени Колчун. В основе лежит древнерусское слово «колчун» — так в некоторых говорах называли хромого, человека с повреждённой ногой. Связь с глаголом «колчить» (хромать) или прилагательным «колченогий» прямая: прозвище давали тому, кто прихрамывал или имел увечье. Это не оскорбление, а бытовая характеристика, каких много в русском именослове — Косой, Кривой, Шепель.

Суффикс -ов указывает на принадлежность: Колчунов — «сын Колчуна» или «из рода Колчуна». Такая модель типична для русских фамилий XVI–XVII веков, когда потомков крестьян, посадских и служилых людей записывали по отцовскому прозвищу. В отличие от фамилий на -ин, которые чаще шли от основ на -а/-я, -ов закреплялся за основами на твёрдый согласный.

Встречается версия, что колчун — это искажённое «калчун» (от тюркского «калчан» — мешок, сумка), но она слабая: никаких устойчивых следов такого заимствования в русских говорах нет. Правдоподобнее связь с хромотой — слово «колча» фиксируется в диалектах ещё в XIX веке, а фамилия Колчунов встречается преимущественно в центральных и южных областях России, где этот корень был жив.

Географически фамилия редкая, не входит в сотни самых распространённых. По данным переписей, Колчуновы чаще всего записаны в Тульской, Рязанской и Воронежской губерниях — областях, где оседали служилые люди по прибору и крестьяне. Социальный состав предков мог быть разным: от однодворцев до крепостных, но точных данных без генеалогического поиска не установить.

Однокоренные фамилии — Колченогов, Колчанов, Колчак — того же корня, но с разными суффиксами. Колчунов стоит особняком из-за редкой основы: если «колча» ещё встречается, то «колчун» — форма почти исчезнувшая, сохранившаяся только в прозвищах и фамилиях.