Фамилия Пионова — женская форма, а её основа, мужская фамилия Пионов, образована по самой распространённой в русском языке модели: от прозвища или имени через суффикс -ов. Этот суффикс указывал на принадлежность: «чей сын?» — Пионов, то есть сын Пиона.

Что скрывается за основой «Пион»? Здесь есть два варианта, и оба имеют право на существование, хотя один встречается реже. Первый и самый прямой — прозвище от названия цветка «пион». В народе это растение называли ещё «пивон» или «пион», и такое прозвище мог получить человек с пышным румянцем, любящий ярко одеваться, или же садовник, который разводил эти цветы. Прозвища по растениям в русской среде не редкость: Виноградов, Розов, Сиренев — все они из того же ряда.

Второй, менее очевидный, но возможный вариант — происхождение от личного имени Пион. В святцах есть святой Пион, смирнский мученик III века. Имя это греческое, от слова «пион» — «жирный, тучный», что в античности могло означать «богатый» или «обильный». В крестьянской среде такие редкие календарные имена иногда давали в честь святого, и от них образовались фамилии.

Географически фамилия Пионова встречается не повсеместно, а скорее локальными гнёздами. По данным открытых источников, заметные следы фамилии — в центральных областях России, в частности в Тверской и Московской губерниях, а также на Урале. В XIX веке носители фамилии числились в основном среди крестьян и мещан, что типично для фамилий, образованных от прозвищ, а не от дворянских родов.

Интересная деталь: в некоторых говорах слово «пион» произносили с ударением на первый слог — «пи́он». Это могло повлиять на написание фамилии: в документах встречается вариант Пионов (с ударным первым слогом), хотя литературное название цветка — пио́н. Так что предки современных Пионовых могли быть и просто «цветочниками», и потомками человека с редким церковным именем — разобраться без генеалогического древа сложно, но оба пути ведут к XV–XVII векам, когда фамилии только закреплялись.