Фамилия Палестинова — редкий пример, когда географическое название дало фамилию, но не по месту жительства, а через прозвище. В отличие от сотен «московских» или «рязанских» фамилий, здесь корень указывает на Палестину. Выходец оттуда в русских землях XVI–XVII веков — событие исключительное, поэтому носитель такого прозвища наверняка был заметной фигурой.

Словообразовательная модель проста: основа «Палестин» плюс суффикс -ов, образующий притяжательное прилагательное. Это классическая русская фамилия, но её основа — не имя и не ремесло, а топоним. Суффикс указывает на то, что прозвище принадлежало конкретному человеку, а его потомки стали Палестиновыми.

Кем мог быть этот человек? Скорее всего, паломником или купцом, побывавшим в Святой Земле. В Московской Руси тех, кто совершал путешествие в Иерусалим, называли «палестинцами» или «палестинами» — это было почётное прозвище, отличавшее человека от обычных прихожан. Вторая, менее вероятная версия — семинарская фамилия, данная ученику духовного училища за знание библейской географии, но такие фамилии обычно имели книжный суффикс -ский (Палестинский).

В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» топонимические фамилии на -ов от названий стран и областей упоминаются как редкие. Палестиновы — не массовая фамилия, её носители исторически концентрировались в центральных губерниях России, что косвенно подтверждает связь с паломнической традицией. В дворянских родословных книгах эта фамилия не встречается — скорее всего, предки были из духовного или купеческого сословия.

Интересная деталь: фамилия сохранила ударение на второй слог (Палести́нов), что соответствует произношению географического названия, а не церковнославянскому варианту. Это говорит о бытовом, а не книжном происхождении.