Фамилия Надсонова — женская форма фамилии Надсонов, и её разбор стоит начать с мужского варианта, так как именно он хранит ключ к происхождению. Основа фамилии — «Надсон», а суффикс «-ов» указывает на типичную русскую патронимическую модель: «чей?» — Надсонов, то есть сын Надсона. Но само имя Надсон — большая редкость. В русском именослове нет канонического имени Надсон, и это сразу наводит на мысль об искажении или народной переделке.

Скорее всего, Надсон — это усечённая или диалектная форма от крестильного имени Надеон (или Надей). В старину полные имена часто сокращали в быту: Надей становился Надёй, а потом, под влиянием «сыновьей» формы, превращался в Надсона. Другая версия, менее вероятная, — связь с прозвищем от слова «надость» (досада, назойливость), но для этого основа должна была бы звучать иначе, например, Надостев. Более правдоподобно, что в основе лежит имя Надежда: в народной речи его могли переосмыслить как мужское Надеон, а от него уже пошли уменьшительные варианты.

Географически фамилия Надсонова встречается редко, и это не случайно. Такие фамилии обычно возникали в среде, где имя или прозвище было локальным, не выходившим за пределы одной семьи или деревни. В XIX веке носители фамилии Надсоновы фиксировались в основном в центральных губерниях России, например, в Тверской или Ярославской, где были сильны традиции народной ономастики. Среди известных людей фамилия Надсонов ассоциируется прежде всего с поэтом Семёном Надсоном (хотя его настоящая фамилия — Надсон, без «-ов»), но это другая ветвь: его род восходил к еврейскому варианту фамилии, а не к русскому патрониму.

Таким образом, Надсонова — редкая фамилия, образованная от нестандартного личного имени Надсон, которое, в свою очередь, является народной переработкой христианского имени Надеон. Предки носительницы этой фамилии, скорее всего, были крестьянами или мещанами, а сама фамилия закрепилась в узком кругу одной семьи, не получив широкого распространения.