Фамилия Нестурова встречается редко, и её происхождение не лежит на поверхности. На первый взгляд она напоминает вариант фамилии Нестеров, но разница в корне здесь принципиальна. В основе, скорее всего, лежит неканоническое имя или прозвище Нестур. Такое имя могло возникнуть в диалектной среде: в русских говорах слово «нестур» или «нёстор» иногда обозначало угрюмого, нелюдимого человека, либо, напротив, того, кто «не стурит» — не спешит, медлителен (от диалектного «стурить» — торопиться). Таким образом, прозвище Нестур давали человеку с определённым характером или манерой поведения.

Суффикс -ов- указывает на типичную русскую патронимическую модель: Нестуров — буквально «сын Нестура». Важно, что финаль -а в женском варианте фамилии (Нестурова) не меняет смысла — это грамматическая форма, указывающая на принадлежность к роду. Мужской вариант фамилии — Нестуров.

В отличие от распространённой фамилии Нестеров, которая восходит к церковному имени Нестор (греч. «вернувшийся домой»), фамилия Нестурова почти наверняка имеет чисто бытовое, прозвищное происхождение. Она не связана с церковным календарём и могла возникнуть в среде крестьян или посадских людей, где прозвища давали по внешним или внутренним качествам. Географически фамилия тяготеет к центральным и северным областям России, где диалектная лексика была особенно богата.

Из-за редкости фамилии её носители до XX века, скорее всего, были сосредоточены в одном или нескольких соседних уездах. В современных справочниках по русским фамилиям (например, у Б. Унбегауна или В. Никонова) отдельного разбора Нестурова нет — это говорит о том, что перед нами локальное, не вышедшее за пределы своего региона родовое имя. Сегодня встретить Нестурову можно в разных городах, но это, вероятно, результат миграций последнего столетия.