Фамилия Надсонов почти всегда — это русифицированный вариант еврейской фамилии Надсон, а не самостоятельная русская фамилия. Самый известный её носитель — поэт Семён Яковлевич Надсон (1862–1887), и именно его происхождение помогает понять корень. Если отбросить русский суффикс -ов, мы получаем основу Надсон, которую нужно разбирать по законам идиша, а не славянских языков.

В основе лежит еврейское мужское имя Нат, которое переводят как «подарок Бога». Второй компонент, «сон», на идиш означает «сын». Складывая части, получаем Надсон — «сын Ната», то есть типичную патронимическую фамилию, построенную по модели «имя отца + указание на родство». Чередование конечных звуков т/д в данном случае не случайность, а результат исторических фонетических процессов: глухой звук в потоке речи перед сонорным «с» озвончался, и Натсон превратился в Надсон. Такое озвончение — обычное дело при заимствовании и бытовом произношении, поэтому версия с именем Нат выглядит убедительнее любых других гипотез.

Вопрос, когда именно фамилия обросла русским суффиксом -ов, имеет чёткую привязку к истории. Это могло произойти в конце XVIII века, когда после разделов Речи Посполитой к Российской империи присоединились западные области Белоруссии, Украины и Прибалтики. Евреи, веками жившие на этих землях, в одночасье стали российскими подданными, и началась массовая русификация их имён и фамилий. Прибавление -ов было самым простым способом адаптировать непривычное для русского уха окончание, и Надсон превратился в Надсонова.

Интересно, что фамилия Надсонов встречается заметно реже, чем исходная Надсон. Это говорит о том, что русификация затронула не все семьи: кто-то остался с прежней формой, кто-то записался на новый лад при переписях или получении документов. Сегодня фамилию Надсонов можно встретить в среде потомков тех самых еврейских семей из западных губерний, но из-за трагических событий XX века и массовой эмиграции проследить единую географию её бытования сложно — она разбросана по всему постсоветскому пространству.

Отдельно стоит сказать о поэте, который сделал фамилию известной. Семён Надсон родился в Петербурге, но его отец был из еврейской семьи, принявшей православие. Именно поэтому поэт носил уже вполне русскую по форме фамилию с окончанием на -ов, хотя в метриках и литературных кругах его иногда называли просто Надсоном. Так что в данном случае фамилия — не просто набор букв, а маркер сложного процесса ассимиляции, который прошли многие еврейские семьи в Российской империи: от имени Нат через идишскую патронимическую конструкцию к русскому суффиксу и полному встраиванию в культуру.