Фамилия Космодемьянов — одна из редких русских фамилий, образованных от полного имени христианского святого. В её основе лежит имя Косма и Дамиан (в народной речи — Кузьма и Демьян), а точнее — составная форма Космодемьян, которая возникла в результате слияния двух имён в одно. В русской традиции братья-бессребреники Косма и Дамиан почитались как покровители ремёсел, кузнечного дела и семейного очага, поэтому имя было широко распространено в крестьянской среде.

Модель образования здесь довольно прозрачна: к основе Космодемьян- добавился типичный русский суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?»). Первоначально Космодемьянов — это отчество, которое означало «сын Космодемьяна». Имя Космодемьян встречалось в документах XVI–XVII веков, но было нечастым: родители могли так назвать сына в честь праздника Космы и Дамиана (1 ноября по старому стилю) или по обету.

Интересная деталь: фамилия Космодемьянов почти не имеет географического разброса. Она сосредоточена в центральных и северных губерниях России — в основном на территории бывших Владимирской, Костромской и Ярославской земель. Это говорит о том, что фамилия не разносилась по стране массовыми переселениями, а оставалась локальной. В южных и сибирских регионах она встречается редко, и чаще всего как принесённая переселенцами из Центральной России.

Отдельного упоминания заслуживает связь фамилии с известной героиней войны Зоей Космодемьянской. Она родилась в селе Осино-Гай Тамбовской губернии, и её фамилия — того же корня, но с другим суффиксом (-ский). Это типичный случай, когда одна семья могла писаться по-разному: Космодемьяновы (с -ов) и Космодемьянские (с -ский). Второй вариант, как правило, указывал на происхождение из села или погоста с названием Космодемьянское, тогда как первый — прямо на отчество.

Споров о происхождении фамилии практически нет: она однозначно книжного, церковного происхождения, а не от прозвища или ремесла. Единственная альтернативная версия — что её могли дать в духовных училищах семинаристам, но это маловероятно: в семинарской среде чаще образовывали фамилии с суффиксом -ский, а -ов — признак народной, а не искусственной модели. Так что перед нами типичная крестьянская или посадская фамилия, которая сохранила память о редком двусоставном имени.