Фамилия Онисимов — одна из тех, что хранят в себе историю крестильного имени, но с неожиданным поворотом. Её основа — каноническое имя Онисим. В святцах оно связано с апостолом Онисимом, имя которого в переводе с греческого означает «полезный», «исполняющий долг». Казалось бы, всё прозрачно: от имени Онисим через притяжательный суффикс -ов образована фамилия, отвечающая на вопрос «чей?» — сын Онисима.

Однако здесь есть одна деталь, которая отличает эту фамилию от десятков других на -имов. В русском языке имя Онисим бытовало в двух вариантах: полном церковном Онисим и народном, разговорном Анисим. Соответственно, от второго варианта пошла массовая фамилия Анисимов, а Онисимов — это более редкий, книжный вариант. Он мог закрепиться в семьях, где предки были тесно связаны с церковной средой (священники, дьячки) или происходили из старообрядческих общин, где ценили точное, дореформенное произношение имени. Таким образом, носитель фамилии Онисимов с большой вероятностью происходит из рода, где имя предка записывали в метриках строго по церковнославянскому образцу.

С точки зрения словообразования фамилия проста: основа Онисим + суффикс -ов. Суффикс указывает на прямое патронимическое происхождение, типичное для русских фамилий XVI–XVII веков. Встречается фамилия в основном в центральных и северных губерниях России, где было сильно влияние церковной традиции, а также в среде старообрядцев Поволжья и Урала. В современной России фамилия Онисимов в несколько раз менее распространена, чем Анисимов, что и подтверждает её статус как более редкого, «книжного» двойника.