Фамилия Лесов — редкий случай, когда основа сразу выводит на ландшафт, а не на личное имя или профессию. В отличие от более частых фамилий на -ов, образованных от прозвищ (Лесников, Лесничий), здесь прямое указание на место жительства: «лесов» — родительный падеж множественного числа от «лес». Носитель такой фамилии — человек из леса, то есть живший в лесной местности или у опушки.

Словообразовательная модель прозрачна: суффикс -ов присоединился к форме «лес» в родительном падеже. Это типично для русских фамилий, которые фиксировали принадлежность к месту: «из лесов» → «Лесов». Аналогично строились фамилии Полев, Дубов, Боров. Важно, что в этом случае фамилия не указывает на род занятий (лесник, лесоруб), а именно на среду обитания. Человек мог быть крестьянином, чья деревня стояла в лесу, или переселенцем, которого соседи прозвали «лесовой» — лесной житель.

В говорах слово «лесовой» также означало лешего, духа леса. Однако маловероятно, что фамилия напрямую связана с мифологическим персонажем: прозвища «Лесовой» давали либо суровым, нелюдимым людям, либо, в редких случаях, колдунам. Но фамилия Лесов — более нейтральная и бытовая, чем Лесовой, она тяготеет к географическому значению.

Географически фамилия встречается в центральных и северных областях России, особенно в Вологодской, Кировской, Архангельской — там, где лес — основная часть пейзажа. В украинском и белорусском вариантах фамилия могла бы звучать как Лесів или Лісовий, но форма Лесов — чисто русская по суффиксу.

Однокоренные фамилии — Лесников, Лесничий, Леснов — различаются по модели: Лесников указывает на должность, Леснов — на притяжательное прилагательное («лесной»), а Лесов — на происхождение из леса. Носитель фамилии Лесов, скорее всего, потомок крестьянина, чей надел или дом находились в лесной глуши, и это стало его родовой меткой.