Фамилия Костроминова — женская форма, мужской вариант — Костроминов. В основе лежит географическое название или прозвище, и здесь есть небольшой, но показательный лингвистический нюанс, который выделяет эту фамилию среди прочих «костромских».

Самый очевидный путь: человек, носивший фамилию Костроминов, происходил из Костромы или её окрестностей. Типичная модель для русских фамилий: житель города получал прозвище Кострома, а его потомки становились Костроминовыми. Суффикс «-ин» указывает на принадлежность: «чей?» — Костромина сын, то есть сын человека по прозвищу или имени Кострома.

Но есть и второй, менее тривиальный пласт. В русских говорах слово «кострома» имело и нарицательное значение — так называли солому, кудель, а также ряженого или чучело на Масленицу (обрядовое уничтожение «Костромы» символизировало проводы весны). Прозвище Кострома могли дать человеку за растрёпанный вид, за привычку носить солому в бороде или за причастность к обрядовым играм. В этом случае фамилия Костроминова ведёт родословную не от города, а от личного прозвища, которое закрепилось в одном роду.

Отличие от более массовых Костромитиновых и Костроминых — в суффиксе. Форма Костроминов образована от основы Кострома с помощью патронимического суффикса «-ов», что для таких прозвищ реже, чем «-ин». Костроминов — это буквально «сын Костромы», где Кострома выступает как имя собственное, а не как притяжательное прилагательное (Кострома → Костроминов, а не Костроминин). Такая модель встречается у фамилий, образованных от древнерусских нецерковных имён на -а: Гаврилов, Данилов, но применительно к «Кострома» она фиксирует именно прозвищный, а не топонимический характер основы.

Фамилия редкая, сосредоточена в основном в центральных и северных регионах России — там, где был распространён культ Костромы и где исторически шла миграция из Костромской губернии. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, что указывает на крестьянское или мещанское происхождение.