Фамилия Патронов напрямую связана с прозвищем Патрон, которое было широко распространено в русской среде. Это прозвище восходит к нарицательному слову «патрон», значения которого зафиксированы в «Толковом словаре живого великорусского языка» В.И. Даля. Словарь указывает на три основных смысла: бумажная трубка для ружейного заряда и сам заряд, выкройка или образец для кройки, а также трафаретка — прорезная бумажка для пудры или кисти.

Исходя из этих значений, прозвище Патрон чаще всего относилось к «профессиональным» именованиям, то есть указывало на род занятий человека. Предок, получивший такую фамилию, мог быть оружейником, имевшим дело с зарядами, портным, работавшим с выкройками, или цирюльником, использовавшим трафареты. Каждое из этих ремесел было востребовано в старину, поэтому круг возможных занятий основателя фамилии достаточно широк, но все версии упираются в конкретное дело, а не в черту характера.

Существует и другая, менее очевидная гипотеза. Фамилия Патронов могла сформироваться позже, в период Первой мировой войны, как часть пласта «искусственных» военных фамилий. Такие фамилии нередко присваивались солдатам или возникали в среде военных по созвучию с патронами и оружейным делом. Эта версия правдоподобна, но уступает первой: прозвищные фамилии от ремесла фиксировались на Руси задолго до XX века, а массовое появление «военных» фамилий — явление более позднее и локальное.

Сама модель образования проста: к основе Патрон добавили типичный русский суффикс -ов, указывающий на принадлежность потомку. То есть Патронов — это «сын Патрона», и фамилия закрепилась за родом, когда прозвище главы семьи перешло к детям и внукам.

Документальные подтверждения фамилии встречаются в региональных книгах памяти. В Книге памяти Омской области записаны Патронов Николай Иванович, родившийся в 1900 году в Вологодской губернии (город Кабышково), и Патронов Николай Федорович, родившийся в 1885 году в Польше. В Книге памяти Владимирской области упоминается Патронов Павел Иванович, родившийся в 1896 году в селе Санниково Муромского района. Эти записи показывают, что фамилия бытовала в разных концах страны — от Вологодчины до польских земель, — что говорит о её давнем распространении, а не о единичном искусственном происхождении.