Фамилия Марсянов образована от имени или прозвища Марсян. В основе лежит либо каноническое имя Марк (через уменьшительную форму Марся), либо просторечное имя Марс, которое могло возникнуть под влиянием латинского Mars — «бог войны». Суффикс -ян- указывает на восточнославянскую или, реже, польскую адаптацию: в русских фамилиях -ян- нередко заменяет более привычное -ин- (Марсян → Марсянов), особенно в южных и западных говорах.

Сама модель «Марсян + -ов» — типичная патронимическая: так называли сына, внука или потомка человека по имени Марсян. Фамилия фиксируется в основном в центральных и южных регионах России, а также в украинских землях. Встречается и вариант Марсян, без суффикса -ов, что характерно для фамилий украинского или белорусского происхождения.

Интересная деталь: в некоторых говорах «марсян» могло быть прозвищем человека, связанного с мартом — месяцем начала полевых работ (от «март»). Если это так, то фамилия указывает не на имя, а на время рождения или род занятий предка. Однако основная версия — от личного имени Марк или Марс — считается более распространённой.

По сословной принадлежности Марсяновы в основном были крестьянами или мещанами. Дворянских родов с такой фамилией в официальных родословных книгах не отмечено. Сегодня фамилия редкая, но не исчезающая — её носители живут в России, на Украине и в странах ближнего зарубежья.