Фамилия Левонисова — яркий пример того, как редкая суффиксальная модель может рассказать о происхождении больше, чем корень. В отличие от массовых фамилий на -ов и -ин, здесь мы видим суффикс -исов, который в русской ономастике встречается нечасто и почти всегда указывает на иноязычную, чаще всего польскую или белорусскую, основу, адаптированную русским окончанием. Фамилия образована от мужского имени Левонис — просторечной формы канонического имени Леонтий (от греческого «лев») или, что вероятнее, от польско-белорусского варианта имени Левон (соответствует русскому Лев). Суффикс -ис в таком случае — это либо польский патронимический суффикс -icz, перешедший в русскую запись как -ис, либо результат народной переработки имени через форму «Левон + ис» (как «сын Левона»).

Географически фамилия тяготеет к западным регионам бывшей Российской империи: к Смоленщине, Белоруссии и западным областям Украины. Именно там имя Левон (Лявон) было распространено шире, чем в центральной России, и где польская модель образования фамилий через суффикс -ис (ср. польские фамилии на -ич, -иц) оставила след. В русской среде суффикс -исов осмыслился как «чей?» — то есть «сын Левониса» или «принадлежащий Левонису». При этом само имя Левонис как самостоятельное в святцах не встречается — это народная, обиходная форма, что подчёркивает нецерковное, бытовое происхождение прозвища.

По сословной принадлежности носители фамилии, скорее всего, относились к крестьянам или мещанам западных губерний. Дворянских родов с такой фамилией в гербовниках не зафиксировано, что типично для фамилий, образованных от просторечных форм крестильных имён через редкие суффиксы. Женская форма Левонисова указывает на то, что фамилия закрепилась в роду по линии жены или дочери, но в современном употреблении это стандартная паспортная форма для женщин, образованная от мужской Левонисов.

Интересно, что фамилия сохранила ударение на предпоследний слог — Левони́сова, что тоже выбивается из общерусской нормы (обычно ударение падает на суффикс или корень). Это дополнительный маркер её западного происхождения: в польском и белорусском языках ударение часто подвижно и падает на тот же слог, что и в исходном имени. Таким образом, Левонисова — не просто фамилия от имени, а лингвистический след миграции людей и языковых моделей с запада на восток.