Фамилия Льванов — одна из тех, где прозрачная на первый взгляд основа таит неожиданность. Кажется, что корень «льв» прямо указывает на хищного зверя, но в русских фамилиях такой путь — скорее исключение. Прямых прозвищ «Лев» в значении «царь зверей» почти не давали: это было бы слишком пафосно и неестественно для бытового общения. Чаще всего фамилия Льванов восходит к крестильному имени Лев, которое носили многие простые люди. В святцах имя Лев (от греческого «леон» — лев) было распространено, и от него через притяжательное прилагательное «Льванов» — то есть «сын Льва» — и возникла фамилия.

Суффикс -ов здесь стандартный, указывает на принадлежность отцу. Важно написание: в фамилии сохраняется старая форма родительного падежа — «Льва» (а не «Лева»), что подчёркивает церковнославянское или книжное происхождение. В бытовой речи имя часто произносили как «Лев», но в документах писали «Львъ», отсюда и фамилия Львов. Однако Льванов — это вариант с более развёрнутой суффиксацией, характерный для центральных областей России, где от имён на твёрдый согласный образовывали именно такие формы.

Есть и редкая, но правдоподобная версия: прозвище Льван могли дать человеку с рыжей или светлой гривой волос, либо за громкий голос. В этом случае фамилия образована не от церковного имени, а от уличного прозвания. Но в ономастических справочниках (например, у Б. Унбегауна) фамилии на -анов от имён на -ан обычно связывают с народными формами имён, а не с животными, так что версия с именем Лев остаётся основной.

Географически фамилия Льванов встречается нечасто, очаги — в Тверской, Ярославской и Владимирской областях. Носители этой фамилии в XIX веке были преимущественно крестьянами и мещанами, реже — духовенством. В отличие от дворянской фамилии Львов, Львановы никогда не принадлежали к высшим сословиям, что тоже говорит о её народном происхождении.