Фамилия Мазонова — женская форма от Мазонов, и её разумнее разбирать именно в мужском варианте, поскольку модель образования стандартна: к основе Мазон добавили типичный русский суффикс принадлежности -ов. Вопрос в том, что скрывается за основой. Самое очевидное и правдоподобное объяснение — прозвище Мазон, связанное с диалектным глаголом «мазать». В северных и центральных говорах «мазоном» могли назвать того, кто пачкается, неаккуратно работает, или, наоборот, маляра, гончара — человека, чья профессия связана с нанесением покрытий. Эта версия опирается на живую словообразовательную цепочку: мазать → мазня → мазун → Мазон, с характерным для русских прозвищ суффиксом -он (ср. Болтун, Говорун, Плясун).

Менее вероятная, но допустимая гипотеза — происхождение от неканонического имени Мазон, которое могло быть вариантом крестильного имени Мазей (от греческого «маза» — «тесто»). В этом случае фамилия оказывается в ряду редких имён, почти не сохранившихся в документах. Словарь Веселовского фиксирует фамилию Мазов, но Мазонов там нет, что подтверждает её локальный характер.

Географически фамилия Мазонов встречается разрозненно, без явного гнезда в одном регионе, что типично для прозвищной фамилии, возникшей в разных местах независимо. В писцовых книгах XVI–XVII веков такое прозвище могли дать крестьянину или ремесленнику — сословная принадлежность, скорее всего, была низкой, поскольку фамилия образована от бытового, нецерковного корня.

Если сравнивать с однокоренными — Мазаев, Мазуров, Мазнев — Мазонов выделяется именно суффиксом -он, который в русской ономастике встречается реже, чем -ев или -ин. Это делает фамилию не слишком распространённой, но узнаваемой: её носители, вероятно, вели происхождение от человека, которого в деревне знали по характерной черте — привычке пачкаться, работе с глиной или краской.