Фамилия Модонова — женская форма, а мужская, Модонов, образована по простой и прозрачной модели: основа + суффикс -ов. Это указывает на принадлежность предку по имени или прозвищу Модон. В русской ономастике такие фамилии обычно означали «сын Модона» или «из семьи Модона».

Корень «модон» — редкий и неоднозначный. Самая вероятная версия связывает его с диалектным словом «модон» — так в некоторых северных и сибирских говорах называли медленного, вялого человека, увальня. Прозвище могли дать за неторопливость или флегматичный характер. Менее распространённая гипотеза выводит основу из тюркских языков, где «модон» (или «модун») означает «дерево», «лес», но для фамилии на русской почте это скорее случайное совпадение, чем прямое заимствование — таких примеров в русских фамилиях единицы.

Географически фамилия Модонов встречается нечасто, но заметна в двух регионах: в Забайкалье и в Якутии. В Забайкалье она могла закрепиться у потомков староверов или сибирских крестьян, где прозвище Модон бытовало в местных говорах. В Якутии же фамилия, вероятно, имеет иное происхождение — от якутского слова «модон» (крепкий, сильный, могучий), и тогда её следует считать не русской по корню, а якутской, адаптированной русским суффиксом. Такая двойственность типична для фамилий народов Сибири: русский суффикс -ов накладывался на местное имя или прозвище.

С точки зрения социальной истории, Модоновы — почти наверняка крестьяне или казаки. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, что неудивительно: прозвище из диалектной лексики редко становилось основой для фамилии знатного рода. В метрических книгах XIX века Модоновы встречаются в основном среди государственных крестьян Иркутской и Забайкальской губерний.

Таким образом, фамилия Модонова — пример регионального прозвища, которое стало наследственным. В зависимости от места, где жил предок, её смысл мог быть «увалень» (в русском говоре) или «силач» (в якутском).