Фамилия Кононовы образована от крестильного имени Конон. В переводе с греческого оно означает «трудящийся» или «трудолюбивый». Имя попало в русский именослов вместе с христианством, и в святцах его носили несколько раннехристианских святых: преподобный Конон, игумен Пентукла (память 4 марта), мученик Конон Исаврийский (18 марта), преподобномученик Конон с сыном (19 марта) и мученик Конон Римлянин (18 июня). Выбор святого покровителя зависел от дня рождения или крещения — по церковному календарю.

Модель образования типична для русских отчественных фамилий: к основе имени прибавляли суффикс -ов, указывающий на принадлежность: «чей?» — Кононов, то есть сын или потомок Конона. В документах фамилия фиксируется с XVI–XVII веков, когда крестьян и посадских людей начали записывать по отцу. Встречается она по всей центральной России, но чаще — в регионах, где имя Конон было особенно ходовым: в Тульской, Рязанской, Калужской губерниях.

От той же основы образованы фамилии Кононенко (украинская), Кононович (белорусская и польская), Кононовский (шляхетская, с суффиксом -ский). В русской форме суффикс -ов указывает на великорусское происхождение. В отличие от фамилий на -ин, которые образуются от основ на -а/-я, Кононовы — от мужского имени на согласный, что тоже говорит о древности модели.

Точное место и время возникновения фамилии у конкретной семьи установить сложно: процесс шёл несколько столетий, и одна и та же фамилия могла появиться в разных уездах независимо. Но имя Конон до XIX века оставалось употребительным, так что носителей фамилии много как среди крестьян, так и среди духовенства и купечества. Фамилия Кононов — живой след крестильного имени, которое почти вышло из быта, но сохранилось в виде родового прозвания.