Фамилия Матунова образована от мужского имени или прозвища Матун. Основа — скорее всего, краткая форма одного из крестильных имён: Матвей (от древнееврейского «дар Яхве»), Матфей или Матфий. В русской народной традиции имена часто сокращали, а затем добавляли суффикс -ун, который придавал слову оттенок действия или характерного признака. Так, Матун могло означать «тот, кто зовётся Матвеем», или же быть прозвищем человека с каким-то особенным свойством — например, матун в диалектах иногда связывали с глаголом «мотать» (суетиться, махать), но это менее вероятно, так как ударение в фамилии падает на второй слог, что указывает на именную основу.

Суффикс -ов в окончании указывает на принадлежность: Матунова — буквально «дочь (или жена) Матуна». По этой модели в России формировалось большинство фамилий, причём женская форма часто закреплялась за вдовой или дочерью в документах, а затем передавалась по наследству. Встречается фамилия преимущественно в центральных и северных областях России, где была распространена форма Матвей, а также в среде бывших государственных крестьян.

Редкий суффикс -ун в основе делает фамилию отличимой от более частых Матвеевых и Матюниных. По сути, Матунова — это вариант, который сохранил живую народную переделку церковного имени, минуя книжную норму. Встречаются однокоренные фамилии Матунин и Матунов, но форма с окончанием -ова женского рода в качестве родовой фамилии встречается реже, что может говорить о её поздней фиксации или о происхождении от прозвища, а не от имени напрямую.