Фамилия Матюнова — это женская форма, а её мужской вариант — Матюнов. В основе лежит простое и распространённое на Руси имя Матюня. Это одна из уменьшительно-ласкательных форм канонического имени Матвей (от древнееврейского Маттитьяху — «дар Яхве»). В народной среде имя активно сокращали: Матюня, Матюха, Матюша, Матюха. От этих прозвищных форм и пошли фамилии Матюнин, Матюхов, Матюшин и, собственно, Матюнов.

Словообразовательная модель здесь простая и типичная для русского севера и центра: основа Матюн- плюс патронимический суффикс -ов. Такая фамилия буквально означает «сын Матюни», то есть потомок человека, которого в быту звали не полным именем, а домашним — Матюня. Суффикс -ун в имени Матюня придаёт оттенок ласкательности или, в некоторых говорах, принадлежности к младшим членам семьи.

Географически фамилия Матюнов встречается не повсеместно, а тяготеет к северным и центральным областям России. По данным переписей и архивных записей, её носители чаще всего фиксировались в Вологодской, Архангельской, Костромской и Ярославской губерниях. Это неудивительно: именно там уменьшительные формы на -уня и -юня были особенно употребительны.

Сословная принадлежность предков Матюновых, скорее всего, была крестьянской или мещанской. Фамилия не относится к числу дворянских или купеческих — она из тех, что «вышли из народа» и закрепились в качестве наследственного прозвища в XVIII–XIX веках, когда крестьянам массово давали фамилии по имени отца или деда.