Фамилия Краснодонская — одна из немногих, чьё происхождение можно проследить почти с точностью до года. В отличие от большинства русских фамилий, возникших в XV–XVII веках, эта появилась не раньше середины XX века. Её основа — топоним Краснодон, название города в Луганской области (нынешняя Украина), который до 1936 года назывался Сорокино и был переименован в честь шахтёров и событий Гражданской войны. Соответственно, фамилия Краснодонская — искусственная, «кабинетная»: её давали в советских загсах при смене паспортных данных или выдавали выпускникам детдомов, не помнившим своих родителей.

Суффикс -ск- указывает на принадлежность к месту: так образовывались фамилии дворянских родов по названиям имений (Вяземский, Трубецкой), а в советское время — по названиям городов и посёлков. Форма на -ая (Краснодонская, а не Краснодонский) типична для южнорусских и украинских говоров, где женский вариант фамилии закреплялся за всей семьёй. Поэтому, если носительница фамилии — женщина, это её девичья фамилия; если мужчина — перед вами редкий случай, когда фамилия не склоняется как прилагательное и остаётся в женской форме.

Встречается фамилия в основном на юге России и востоке Украины, реже — в центральных областях. Поскольку Краснодон стал широко известен после романа Александра Фадеева «Молодая гвардия» (1946 год), часть носителей могла взять фамилию в память о героях-подпольщиках, но это лишь предположение — документальных подтверждений массового «патриотического» переименования нет.

С точки зрения словообразования фамилия прозрачна: корень красн- (цвет или «красивый»), дон- (река Дон) и суффикс принадлежности. Однако не стоит путать её с однокоренными фамилиями вроде Краснодонова — та образована от прозвища или отчества, а не от названия города.