Фамилия Новоградов — одна из тех, что построена по модели «прилагательное + -ов», но с редкой и показательной основой. В отличие от тысяч фамилий на -ов, образованных от крестильных имён (Иванов, Петров) или прозвищ (Кузнецов), здесь в основе лежит географический термин. «Новоград» — это устаревшее название нового города или крепости, а в более узком смысле — указание на конкретный топоним. Чаще всего имеется в виду Новгород, который в древнерусских летописях и в народной речи нередко называли Новым Городом или Новоградом. Фамилия Новоградов, таким образом, означает «выходец из Новгорода» или «человек, связанный с Новым городом».

Словообразовательная модель здесь двойная. Сначала от географического названия образовали притяжательное прилагательное «Новоградов» (чей? — принадлежащий Новгороду), а затем оно закрепилось как фамилия. Такой тип характерен для фамилий, которые давали переселенцам: человек, переехавший в другую местность, получал прозвище по месту прежнего жительства. В этом смысле Новоградов — аналог фамилий Москвин, Тверитинов, Ростовцев, только с архаичной формой названия. Важно, что суффикс -ов здесь не указывает на прямое родство (сын Новограда), а выполняет топонимическую функцию, что для русских фамилий XVIII–XIX веков было обычным делом.

Есть и вторая, менее очевидная версия, которую приводят некоторые ономасты. Фамилия могла возникнуть не от названия города, а от прозвища Новоград, которое давали строителю или основателю нового поселения. В условиях колонизации южных и восточных земель России (например, в XVIII веке)这样的人 нередко получали прозвища по роду занятий. Однако эта гипотеза слабее: прозвище Новоград зафиксировано в источниках крайне редко, в то время как модель «выходец из города N» — одна из самых продуктивных в русской фамильной системе.

Географически фамилия Новоградов не привязана к какому-то одному региону. Она встречается и в центральных областях, и на Урале, и в Сибири — там, куда в разное время переселялись новгородцы. При этом важно не путать её с фамилией Новгородцев, которая образована от более позднего и официального названия города. Новоградов — архаичный вариант, и его носители, скорее всего, происходят из семей, где память о новгородском происхождении передавалась именно в такой старой форме.

Социальный состав носителей фамилии был разнородным. Встречаются Новоградовы среди духовенства (семинарские фамилии часто давали по месту рождения), среди купечества и крестьян. В дворянских родословных книгах эта фамилия не значится, что косвенно подтверждает её «народное» происхождение — от прозвища, а не от пожалованного титула.