Фамилия Лунов в своей основе содержит не церковное, а мирское имя — Луный. Такие имена на Руси давали в дополнение к крестильному, и они часто отражали обстоятельства рождения ребёнка или его желаемые качества.

Самая прямая версия: имя Луный образовано от прилагательного «лунный». Так могли назвать младенца, родившегося в полнолуние или поздним вечером, когда на небе была видна луна. Это объяснение лежит на поверхности и не требует сложных допущений.

Но есть и другие гипотезы, и они не менее интересны. По одной из них, в основе лежит название хищной птицы — лунь. Самец луня отличается светлым, серовато-белым оперением. В языческой традиции имя, данное по названию животного или птицы, должно было сделать ребёнка частью природы и передать ему качества этого существа — например, зоркость или лёгкость.

Третья версия опирается на диалектные глаголы. В новгородских и сибирских говорах слово «лунуть» означало «выстрелить». Если принять эту гипотезу, то прозвище Луный мог получить меткий охотник или стрелок. Тогда фамилия Лунов будет указывать на занятие предка, а не на природное явление или птицу.

Словообразовательная модель проста: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?»), то есть Лунов — это сын или потомок человека по имени или прозвищу Луный. Фамилия встречается в разных регионах, но особенно характерна для северных и центральных областей России, где были распространены мирские имена. В сравнении с однокоренными фамилиями — Лунин, Лунаев, Луняев — Лунов выглядит более архаичной по форме, что может говорить о её раннем возникновении.