Фамилия Мэдисон — редкий случай в русском ономастиконе: она не исконная, а заимствованная, и попала в русский язык из английского. В отличие от привычных русских фамилий на -ов, -ин или -ский, Мэдисон не образуется по славянской модели «имя + суффикс принадлежности». Её основа — английское Madison, которое первоначально было фамилией, а затем и именем собственным.

Происхождение английской фамилии Madison прозрачно: это патроним, то есть фамилия, образованная от имени отца. В основе лежит женское имя Maud (Мод) или его средневековый вариант Mahaut. В английском языке суффикс -son означает «сын», так что Madison буквально переводится как «сын Мод». Имя Мод (Maud) — это англо-нормандская форма германского имени Матильда, которое в средневековой Англии было очень популярно, особенно среди знати. Таким образом, предок первого носителя фамилии Мэдисон был, скорее всего, сыном женщины по имени Мод (или Матильда).

В русском языке фамилия Мэдисон закрепилась в двух вариантах написания: через «э» (Мэдисон) и через «е» (Медисон). Первый вариант точнее передаёт английское произношение [ˈmædɪsən], где первый звук — открытое «э». Второй вариант — результат привычной русификации, когда иноязычное «э» заменяли на «е», как в фамилиях Эдисон/Едисон или Эмден/Емден. Оба написания встречаются, но форма с «э» считается более близкой к оригиналу и чаще фиксируется в документах у носителей, осознанно сохраняющих английское звучание.

Географически фамилия Мэдисон в России не привязана к какой-то одной области. Как и другие заимствованные фамилии, она могла появиться в разных местах независимо: среди обрусевших иностранцев, потомков английских специалистов, приглашённых в Россию в XVIII–XIX веках, или через смешанные браки. В советское время фамилия могла быть получена по отцу, носившему её как редкую иностранную. Известных русских дворянских родов с фамилией Мэдисон нет — это фамилия не аристократическая, а скорее городская, мещанская или разночинская, что подтверждается её отсутствием в дореволюционных родословных книгах.

Социальный контекст фамилии Мэдисон в России — это история культурного обмена. В отличие от массовых крестьянских фамилий, она не отражает ремесло, место жительства или внешность предка. Её носитель в России — потомок человека, чья семейная история так или иначе связана с западноевропейской, скорее всего английской, средой. Сегодня фамилия остаётся редкой: по данным переписей, в России живёт не более нескольких сотен человек с такой фамилией, и большинство из них сосредоточено в крупных городах.