Фамилия Лукоянов образована от имени Лукьян (каноническая форма — Лукиан). В основе лежит латинское «люкс» — «свет», поэтому имя означает «светлый», «светящийся». Святым покровителем считается священномученик Лукиан Бельгийский: после смерти апостола Петра он проповедовал в Италии, Галлии и Бельгии вместе с пресвитером Максианом и диаконом Иулианом. За веру его, по приказу императора Домициана, после жестокого бичевания усекли мечом.

Однако фамилия Лукоянов — не просто прямая производная от Лукьяна. Её отличает суффикс -янов, а не более привычный -ов или -ин. Такая модель встречается реже и указывает на возможное влияние южнославянских или румынских говоров, где -янов (через -ян) закрепилось как вариант патронимического суффикса. В русском языке эта форма могла возникнуть под воздействием диалектов или через украинское посредничество: в украинской ономастике фамилии на -ян (-янов) встречаются чаще.

Географически фамилия Лукоянов тяготеет к югу России и Поволжью. Встречается в Нижегородской области (есть даже город Лукоянов), а также в Рязанской, Тамбовской губерниях. Название города Лукоянов, скорее всего, связано с той же фамилией — по имени основателя или владельца земель.

Сравнение с однокоренными фамилиями показывает, что Лукоянов стоит особняком от более массовых Лукин, Лукьянов, Луконин. Если Лукин и Лукьянов образованы напрямую от имени, то Лукоянов — пример фонетического и словообразовательного сдвига, который закрепился в письменной форме. Носители фамилии в XVI–XVII веках могли быть служилыми людьми или крестьянами, но точных сословных данных по этой ветви нет.

В ономастических словарях (например, у Б. Унбегауна) фамилии на -янов рассматриваются как редкая разновидность притяжательных прилагательных, чаще встречающаяся в южнорусских и украинских землях. Таким образом, Лукоянов — не просто «сын Лукьяна», а вариант, который мог сложиться на стыке русских, украинских и даже молдавских диалектных традиций.