Фамилия Пичунов образована от прозвища Пичун, которое, скорее всего, связано с диалектным словом «пичуг» — так в ряде русских говоров (особенно северных и сибирских) называли птичку, птенца, а также маленького, щуплого человека. Уменьшительно-ласкательный суффикс -ун в основе прозвища (Пичун) усиливает оттенок несерьёзности, миниатюрности или детскости. То есть первым носителем фамилии мог быть либо невысокий и худощавый мужчина, либо человек с тихим, «птичьим» голосом, либо просто обладатель прозвища, данного в шутку.

Модель образования типична для русских фамилий: суффикс -ов указывает на принадлежность — «сын Пичуна». В документах XVI–XVII веков встречаются однокоренные фамилии: Пичугин, Пичужкин, Пичуров. Все они происходят от того же корня «пич-» (звукоподражательного, связанного с писком птенцов). В отличие от распространённой фамилии Пичугин, вариант Пичунов встречается реже и имеет более архаичную основу: слово «пичун» в словарях фиксируется как устаревшее или диалектное.

По сословной принадлежности фамилия не даёт однозначной подсказки: Пичуновы могли быть и крестьянами, и посадскими людьми. Географически фамилия тяготеет к северным и центральным губерниям России — в переписях XIX века она встречается в Вологодской, Костромской и Вятской губерниях, где слово «пичуг» было в ходу. В современной России Пичуновы расселены неравномерно, заметных концентраций нет.

Интересная деталь: в некоторых говорах «пичуном» называли не только птицу, но и бойкого, вертлявого ребёнка — прозвище могло закрепиться за непоседой. Таким образом, фамилия хранит в себе не столько профессию предка, сколько его внешнюю или поведенческую характеристику, данную в бытовой народной манере.