Фамилия Космасовы — редкий пример, когда фамилия произошла не от имени или профессии, а от прозвища, данного за внешность. В основе лежит слово «косматый» — лохматый, нечёсаный, с длинными спутанными волосами. В старину так могли назвать человека с густой шевелюрой, который не следил за причёской, или того, кто носил длинную бороду и усы. Прилагательное «косматый» в древнерусском языке звучало как «космасъ», от него и пошло прозвище Космас.

Фамилия образована по типичной для центральной России модели: к основе «Космас» добавили суффикс принадлежности «-ов», а затем окончание множественного числа «-ы». Форма «Космасовы» означает «семья или потомки Космаса». Интересно, что в этом случае прозвище не превратилось в фамилию напрямую, а сначала закрепилось за главой рода, а затем, с суффиксом, перешло на всех домочадцев.

С географической точки зрения фамилия тяготеет к северо-западным и центральным областям России — Вологодчине, Костромской, Ярославской и Новгородской губерниям. В этих краях, где крестьяне редко брились и стриглись по-городскому, прозвище «Космас» было особенно метким. По сословному составу Космасовы почти наверняка были крестьянами или однодворцами, так как фамилии с такой прозвищной основой редко встречаются у дворянства.

Иногда фамилию путают с греческим именем Косма (от «космос» — порядок, мир), но это ошибка. Греческое Косма дало бы форму Космин или Космов, а «Космасов» — чисто славянское образование от слова «космы». В некоторых говорах, особенно в южнорусских, «космас» означало ещё и «оборванец» или «неряха», но основное значение оставалось за волосатостью.

Если искать однокоренные фамилии, то ближе всего стоят Косматов, Космачёв и Косматый. Все они описывают один и тот же внешний признак, но с разными суффиксами. Космасовы — самый буквальный вариант: здесь корень не переосмысливался, а просто оформился в фамилию с минимальными изменениями.