Фамилия Молчонова — женская форма фамилии Молчонов. В её основе лежит прозвище или нецерковное имя Молчон. Сразу заметим: написание через «о» после «ч» — не ошибка и не опечатка, а отражение конкретной словообразовательной модели. В русских фамилиях продуктивен суффикс -ов, который присоединяется к основам на твёрдый согласный. Если бы исходное слово оканчивалось на -а (Молча), мы бы получили фамилию Молчанов. Но здесь основа — Молчон, где -он- — уменьшительный суффикс. То есть Молчон — это «маленький молчун», ласковое или, возможно, ироничное прозвище тихого, неразговорчивого ребёнка или взрослого с таким характером.

Такая модель — от прозвища с уменьшительным суффиксом — встречается реже, чем стандартные отчества от крестильных имён. Она указывает на то, что фамилия могла закрепиться в среде, где прозвища играли роль семейных имён, особенно в северных и центральных регионах России. В говорах слово «молчон» могло означать не только молчаливого человека, но и, по некоторым данным, нелюдимого, скрытного или даже угрюмого. Впрочем, прозвища часто давались с обратным смыслом или «навыворот» — чтобы задобрить или подшутить.

В отличие от массовой фамилии Молчанов, Молчонов — вариант более редкий. Он мог возникнуть в результате местных фонетических особенностей: в некоторых диалектах безударное «а» после мягких согласных произносилось ближе к «о», что и закреплялось на письме при оформлении фамилий в документах XVII–XIX веков. Сравните с фамилиями типа Плетнёв — Плетнев (от Плетень) или Козлов — Козлёв (от Козёл), где чередование гласных тоже не редкость.

Социальный состав носителей фамилии Молчонов, скорее всего, был крестьянским или мещанским. Дворянских родов с такой фамилией в истории не зафиксировано. Встречается она преимущественно в Поволжье и на Урале, что косвенно подтверждает её «низовое» происхождение: в этих регионах в XVIII–XIX веках активно шло закрепление прозвищных фамилий у государственных и заводских крестьян.