Фамилия Остробокова — женская форма мужской фамилии Остробоков. В основе лежит прозвище Острый Бок, которое могли дать человеку по разным причинам. Самая прямая версия — физическая особенность: худой, костлявый человек, у которого «острые бока» торчат. Но в русских говорах слово «острый» имело и переносные значения — бойкий, проницательный, дерзкий. Соответственно, Острый Бок мог быть прозвищем задиры или того, кто умел постоять за себя.

Модель образования типична для русских фамилий XVI–XVII веков: прозвище, состоящее из прилагательного и существительного (Острый Бок), превратилось в фамилию через суффикс -ов. Такие «составные» прозвища встречаются нечасто — обычно они короче, но в северных и центральных уездах России их фиксировали в писцовых книгах. Например, известны исторические прозвища Острый Нос, Острая Сабля — по той же модели.

Суффикс -ов указывает на принадлежность: Остробоков — сын Остробока. Фамилия относительно редкая, географически привязана к центральным областям России, особенно к бывшим землям Тульской и Рязанской губерний, где встречались похожие «геометрические» прозвища.

В написании фамилии обращает на себя внимание слитная форма. Если бы прозвище писали раздельно, фамилия могла бы выглядеть как Остробоков или даже Остробоков (с ударением на второй слог). Слитное написание закрепилось в документах, когда прозвище перестало осознаваться как описательное — к XVIII веку оно уже воспринималось как цельная фамилия.

Иных версий, кроме прозвищной, для Остробокова нет. Это не вариант фамилии от названия животного или профессии — корень чисто описательный. Споров среди ономастов по этой фамилии не возникает: все сходятся на том, что это прямое прозвище по внешности или характеру.