Фамилия Костеровы (в мужском варианте — Костеров) образована от личного прозвища и принадлежит к распространённому типу русских фамилий на -ов. Важно сразу развеять распространённое заблуждение: к существительному «костёр» (горящие дрова) эта фамилия прямого отношения не имеет. Основа здесь другая, и лингвисты предлагают несколько версий её происхождения.

Наиболее убедительная гипотеза связывает прозвище Костер со словом «костер» — так называли жёсткую кору растений, пригодных для пряжи, в первую очередь льна и конопли. В этом случае Костером могли прозвать мастера, который занимался обработкой тресты, прядением, или, в переносном смысле, человека жёсткого, сурового, «корявого» нравом. Слово «костер» в этом значении фиксируется в русских говорах и диалектах, что указывает на возможную северную или центральную географию происхождения фамилии.

Вторая версия отсылает к азартным играм. Костер (или Костарь) — так на Руси называли заядлого игрока в кости или бабки, а позже и страстного картёжника. В этом значении прозвище могло закрепиться за человеком, который промышлял игрой, или просто за тем, кто не мог оторваться от этого занятия.

Третья, менее вероятная гипотеза, выводит прозвище от просторечного глагола «костерить» — бранить, ругать, попрекать. Если следовать этой логике, Костером могли назвать ворчливого, вечно недовольного человека. Однако эта версия слабее первых двух, так как глагол «костерить» чаще давал фамилии типа Костерин, а не Костеров.

Словообразовательная модель проста: к основе прозвища Костер добавился типичный русский патронимический суффикс -ов, означающий «сын Костра» или «потомок Костра». Таким образом, фамилия Костеровы — это семейное имя, которое могло закрепиться в разных регионах независимо друг от друга. Точное время и место возникновения установить сложно, но процесс формирования таких фамилий в основном завершился к XVII–XVIII векам. В словарях русских фамилий (например, у Б. Унбегауна) эта модель рассматривается как характерная для прозвищ, образованных от названий ремёсел и занятий.