Фамилия Панюгов — одна из тех, что образована от имени, но не от полной, а от обиходной, бытовой формы. В её основе лежит имя Панюга, которое, скорее всего, является уменьшительно-пренебрежительным или просторечным вариантом крестильного имени Панкратий (в переводе с греческого — «всесильный», «всевластный»). В народной речи имя Панкратий сокращалось до Паня, Паняша, а форма Панюга — более редкая, но вполне устоявшаяся в определённых говорах. Суффикс -юг- здесь может нести оттенок не столько ласкательности, сколько фамильярности или принадлежности к простонародной среде, что и отразилось в фамилии.

Модель образования типична для русских фамилий XVI–XVII веков: имя Панюга плюс патронимический суффикс -ов, который даёт ответ на вопрос «чей?» — сын Панюги. Таким образом, Панюгов — это потомок человека по прозвищу или домашнему имени Панюга. Стоит отметить, что в некоторых диалектах слово «панюга» могло иметь и самостоятельное значение — так иногда называли человека с повадками барина, «пана», но в ироничном, сниженном ключе. Однако более вероятно, что фамилия всё же восходит к церковному имени, просто сильно изменённому в быту.

Фамилия Панюгов не относится к числу широко распространённых. Географически она чаще встречается в центральных и северных регионах России, в частности в Вологодской, Костромской и Кировской областях, где традиционно были сильны местные говоры и сохранялись архаичные формы имён. Встречается также вариант написания Панюков — это могло возникнуть из-за диалектного произношения, когда «г» в конце слова оглушается, а на письме закрепляется ошибочная форма.

Среди однокоренных фамилий — Панкратов, Панкратьев, Пантелеев. Но Панюгов стоит особняком: если Панкратов — прямая производная от полного имени, то Панюгов — свидетельство того, как имя «обкатывалось» в живой речи, теряя книжные формы. Носитель фамилии Панюгов в XV–XVII веках почти наверняка был крестьянином или посадским человеком, а не дворянином: фамилии на -ов у дворян чаще образовывались от полных, а не от просторечных форм имён.