Фамилия Крестостурьян — редкий случай, когда в основе лежит не имя и не профессия, а христианский символ, переосмысленный в армянской языковой среде. Первая часть, «кресто-», прямо указывает на крест. Вторая, «стурьян», — это искажённое армянское «стур» (святой) с русским суффиксом принадлежности -ян (аналог русского -ов/-ев). Таким образом, буквальное значение — «святого креста» или «относящийся к святому кресту».

Скорее всего, фамилия образована от прозвища или названия храма. В армянской традиции «Сурб Хач» (Святой Крест) — распространённое имя для церквей и монастырей. Человек, живший рядом с такой церковью или служивший в ней, мог получить прозвище Крестостур, а его потомки стали Крестостурьянами. Фамилия могла также закрепиться за выходцами из села, где стоял храм Святого Креста, или за семьёй, владевшей реликвией — частицей креста.

Модель образования — типичный для армянских фамилий патроним на -ян, но с необычной основой: вместо личного имени (Григорян, Петросян) здесь — составное прозвище из двух корней. Это указывает на то, что прозвище было дано не по отцу, а по признаку, важному для общины. Вариант «Крестостурьян» — результат русификации: в оригинале, скорее всего, звучало как «Хачатурьян» или «Сурбхачян», но при записи в российских документах XIX века «сурб» перевели как «святой», а «хач» (крест) — как «крест», получив гибридную форму.

Встретить фамилию можно в основном среди армян, живших на юге России или в Закавказье, где смешивались армянский и русский языки. Других версий происхождения, например от тюркских или греческих корней, нет — слишком прозрачны обе части слова.