Фамилия Логосова — женская форма фамилии Логосов, и её происхождение напрямую связано с мужской основой. Сама же фамилия Логосов — редкая и неочевидная с точки зрения корня. Если не знать контекста, можно подумать, что в основе лежит греческое «логос» (слово, разум, учение), но для русской фамилии это маловероятно. Прямое заимствование из философской терминологии в качестве прозвища — случай почти исключительный, и для него нет исторических подтверждений.

Гораздо правдоподобнее, что фамилия образована от прозвища или мирского имени Логос, которое, в свою очередь, является диалектной или искажённой формой. В русских говорах слово «логос» могло быть вариантом «ла́гос» или «ло́гос» — так в некоторых регионах называли лежебоку, ленивого человека (от глагола «логаться» — лениться, мешкать). Ещё одна версия, более простая: фамилия могла возникнуть из-за ошибки писаря при записи фамилии Логасов (от «логас» — ленивый) или Лагосов (от «лагос» — заяц по-гречески, но через семинарскую среду). В любом случае, суффикс -ов/-ев указывает на типичную русскую патронимическую модель: Логос — сын Логоса, то есть прозвище отца.

Географически фамилия Логосова встречается крайне редко, в основном в центральных и южных областях России, что говорит о её локальном происхождении. Сословно предки носителей фамилии, скорее всего, были крестьянами или мещанами — в дворянских родословных книгах она не зафиксирована. Уникальность фамилии в том, что она наглядно демонстрирует, как редкое диалектное слово или даже ошибка переписчика могут закрепиться в родовом имени, обойдя стороной книжную, «высокую» этимологию.