Фамилия Мардонов образована по стандартной русской модели отчества с суффиксом -ов, но её основа не русская, а восточная, скорее всего тюркская или иранская. В основе лежит имя или прозвище Мардон, которое в переводе с персидского (مردان) означает «мужчины» или «люди» (форма множественного числа от «мард» — мужчина, человек). В тюркских языках, особенно в узбекском и таджикском, это имя встречается как Мардон, Мардан, и нередко входит в состав сложных имён (например, Мардонали).

Вероятнее всего, фамилия Мардонов — это русифицированная форма патронима, то есть «сын Мардона». Она могла возникнуть у народов Средней Азии (узбеков, таджиков, отчасти казахов) в период активного присоединения региона к Российской империи, когда местным жителям при переписях и оформлении документов давали фамилии по отцу с русским окончанием -ов. Поэтому предок носителя фамилии, скорее всего, был выходцем из Ферганской долины, Самарканда или Бухары и носил личное имя Мардон.

Менее вероятная, но допустимая версия — связь с арабским корнем «м-р-д», означающим «быть мужественным, храбрым». В таком случае Мардон — это эпитет, прозвище смелого или сильного человека. В любом случае, фамилия указывает не на профессию или сословие, а на личное качество или имя предка.

Географически фамилия Мардонов сегодня чаще всего встречается в Узбекистане, Таджикистане и среди диаспор этих народов в России. В русском контексте она редкая, но полностью вписалась в систему русских фамилий благодаря суффиксу -ов. Интересно, что в отличие от многих восточных фамилий, оканчивающихся на -ов, ударение в Мардонов падает на первый слог — Мáрдонов, что тоже сближает её с русским произношением.