Фамилия Косьминов — редкий пример отчества третьего порядка. Она означает «внук Косьмы»: Косьминов — это сын Косьмина, то есть потомок человека по имени Косьма. Такая цепочка (дед — отец — внук) встречается в русских фамилиях нечасто, что делает Косьминовых носителями не просто родового имени, а мини-генеалогии в одном слове.

В основе лежит мужское имя Косьма — церковнославянский вариант греческого Космас, которое в быту русифицировалось в Кузьму. Фамилия сохранила старую, менее привычную форму имени, что указывает на возможную книжную или церковную среду её возникновения. Суффикс «-ов» типичен для центральной России, а вот двойной суффикс «-ин-ов» (Косьмин → Косьминов) — деталь, которая выдает принадлежность к фамилиям-«внучатам». Если бы фамилия образовалась напрямую от Кузьмы, она звучала бы как Кузьмин. Косьминов же — знак того, что предок носил именно книжное, а не разговорное имя.

В ономастических трудах (например, у Б. Унбегауна) такая модель описывается как характерная для XVI–XVII веков, когда фамилии уже закреплялись, но могли «наращивать» поколения. Географически Косьминовы встречаются разрозненно, без ярко выраженного гнезда, что типично для фамилий, возникших в среде духовенства или приказных людей — там чаще использовали полные, необрусевшие формы имён.