Фамилия Костернов — одна из тех, где сразу понятно, что корень «костер», но вопросов от этого не меньше. Разберёмся по порядку.

Словообразовательная модель типична для русских фамилий: суффикс -ов (-ев) указывает на принадлежность («чей?»). Основа — «Костерн-». Если бы фамилия звучала как Костерёв, всё было бы прозрачно: от прозвища Костерь — так в южных говорах называли кострище, оставшееся от пожара, или самого человека с рыжими, «огненными» волосами. Но здесь добавочный суффикс -н-, и это меняет картину.

Скорее всего, Костернов — вариант фамилии Костерёв, возникший на почве диалектного произношения или при письменной фиксации. В некоторых русских говорах (вологодские, архангельские) слово «костерь» означало не только костёр, но и «сорную траву», «мякину» или даже «сварливого человека». Если прозвище звучало как Костерня (с мягким окончанием), то от него закономерно образовалась фамилия Костернов. Такой переход встречается: ср. Костёр → Костерёв, но Костерня → Костернов.

Есть и другая версия, более редкая. В старину «костерней» могли называть человека, который разводил костры — например, лесного сторожа или пастуха, собиравшего стадо ночью у огня. Но эта гипотеза менее надёжна: в документах XVI–XVII веков фамилия Костернов зафиксирована в основном в центральных уездах России (Костромской, Ярославский), где слово «костерь» было в ходу именно как прозвище, а не профессиональное обозначение.

Важная деталь: фамилия Костернов не имеет отношения к географическому названию Кострома (хотя внешне похожа). Корень «костр-» в топонимике связан с угро-финским субстратом, а в фамилии — с русским словом «костёр». Это два разных очага.

Таким образом, предок современных Костерновых с высокой вероятностью получил прозвище Костерня за цвет волос, характер или, реже, за род занятий. Фамилия недворянская, крестьянского или посадского происхождения, что подтверждается её распространением в среде черносошных крестьян и мелких служилых людей.