Фамилия Крестоносова — один из тех случаев, когда этимология лежит на поверхности, но её прямое прочтение может ввести в заблуждение. Первая и самая очевидная ассоциация — с рыцарями-крестоносцами, участниками Крестовых походов. Однако на русской почве эта версия, скорее всего, ложная. Прямой связи с европейскими походами XI–XIII веков у русских крестьян и горожан, которые и формировали основной массив фамилий, не было.

Куда вероятнее, что в основе лежит не существительное «крестоносец», а глагольная форма или прозвище, связанное с ношением креста. В дореволюционной России «крестоносцами» в быту нередко называли людей, которые по долгу службы или обету носили нательный крест поверх одежды — например, монахов схимников, паломников, а также церковных сторожей или крестных ходоков. В некоторых говорах так могли назвать человека, который постоянно крестился («крест носит»), то есть был набожным до назойливости, или, наоборот, того, кого заставляли носить крест в наказание.

Словообразовательная модель фамилии — суффикс -ов- (-ев-) со значением принадлежности. Типичный для русских фамилий патроним (сын Крестоноса) или метронимический вариант (по отцу, которого прозвали Крестоносом). Суффикс -ов указывает на то, что фамилия оформилась в центральных и северных русских землях, где эта модель была основной. Форма на -ин здесь маловероятна, так как основа на твёрдый согласный.

Фамилия редкая и, скорее всего, искусственного происхождения. В среде духовенства в XVIII–XIX веках было принято давать семинаристам «говорящие» фамилии — часто на греческий или латинский манер (например, Крестовоздвиженский, Крестников). Крестоносова могла возникнуть как русифицированный вариант от Крестоносцев или как фамилия, присвоенная в училище сыну священника, служившего в храме, освящённом в честь Воздвижения Креста Господня. В этом случае фамилия не описывает характер человека, а указывает на место его службы или учёбы.

Ещё одна бытовая версия, которую не стоит сбрасывать со счетов: в некоторых регионах «крестоносом» называли мастера, делавшего нательные кресты, или торговца церковной утварью. Тогда фамилия переходит из разряда прозвищных в профессиональные. География бытования фамилии сегодня не привязана к одному региону, встречается разрозненно, что подтверждает её позднее, книжное происхождение.