Фамилия Пестунова — женская форма распространённой русской фамилии Пестунов. В её основе лежит не имя, не географическое название, а конкретное занятие или социальная роль, что сразу выдаёт происхождение носителя из среды, где человека ценили по делу, а не по родословной.

Корень слова — «пестун». В древнерусском языке так называли воспитателя, няньку, дядьку, который пестовал, то есть нянчил, растил и оберегал ребёнка. В «Толковом словаре» Владимира Даля «пестун» — это «воспитатель, дядька, нянька, пестунья». Слово одного корня с «пестовать» — лелеять, заботливо растить. Прозвище Пестун давали не просто тому, кто присматривал за детьми, а человеку, который был к ним приставлен по долгу службы или по семейной необходимости. В крестьянской среде и в купеческих домах пестунами часто становились пожилые родственники или наёмные работники, не имевшие своей семьи.

Фамилия образована по стандартной для русского языка модели: основа прозвища Пестун + патронимический суффикс -ов (в мужском роде — Пестунов). Суффикс указывает на принадлежность: «чей сын?» — «Пестунов», то есть сын Пестуна. Женская форма Пестунова — это по сути «жена или дочь Пестунова», но в современном русском языке она закрепилась как фамилия по отцу или мужу.

В отличие от фамилий, образованных от крестильных имён (Иванов, Петров), Пестунова прямо указывает на род занятий предка. Такие «профессиональные» фамилии особенно характерны для северных и центральных губерний России, где прозвища по ремеслу или должности легко становились наследственными. В документах XVII–XVIII веков встречаются записи о крестьянах и посадских людях с прозвищем Пестун, например, в переписных книгах Вологды и Великого Устюга. Спорных версий у этой фамилии практически нет: корень прозрачный, а редкие попытки связать её с диалектным «пест» (пест для ступки) или с тюркским «песту» (хвала) лишены серьёзной опоры — слово «пестун» в значении «воспитатель» фиксируется в русских говорах повсеместно.

В XIX веке фамилия Пестуновы встречалась среди мещан и купцов, а также в среде духовенства, где детей часто называли по отцовскому прозвищу. Сегодня Пестунова — не самая редкая, но и не массовая фамилия, сосредоточенная в основном в Центральной России и Поволжье.