Фамилия Коросова в своей основе содержит редкий и неочевидный корень. В отличие от множества фамилий на -ов, образованных от крестильных имён (Иванов, Петров) или названий профессий (Кузнецов), эта фамилия, скорее всего, ведёт происхождение от прозвища. Искать значение нужно не в церковных святцах, а в диалектной лексике северных и центральных областей России.

Наиболее вероятная версия связывает фамилию со словом «корос» или «коросый». В архангельских и вятских говорах «коросом» называли кустарник, мелкий лес, а также хворост. Прозвище Корос мог получить человек, живший в лесистой местности, занимавшийся заготовкой хвороста или просто обладавший «корявым», неровным характером. Менее распространённое значение — «корослый» в значении «короткий», «низкорослый» — тоже могло дать прозвище, которое затем закрепилось как фамилия.

Модель образования типична для русских фамилий: к основе «Корос» добавился суффикс принадлежности -ов, указывающий на родство. Коросов — буквально «сын Короса» или «из семьи Короса». Это указывает на то, что предок носителя фамилии был известен под этим прозвищем в своей общине.

Любопытно, что у фамилии есть «двойник» — Коросов, с ударением на первый слог. Ударение на втором слоге (Коросова) характерно для фамилий, образованных от прозвища с окончанием на -ос, а не от имени Коросей. Встречается она преимущественно в Вологодской, Архангельской и Кировской областях — на территориях, где это слово было в ходу.

В официальных документах фамилия фиксируется с XIX века. В переписных книгах и ревизских сказках можно встретить крестьян и мещан с такой фамилией, что говорит о её простонародном происхождении. В дворянских родословных книгах Коросовы не значатся — это фамилия сельская, северная, связанная с бытом и природой Русского Севера.