Фамилия Питонова — редкий случай, когда форма на -ов образована не от имени или профессии, а от прозвища, восходящего к тюркскому или греческому корню. Основа «питон» в русском языке ассоциируется прежде всего с крупной змеёй, но в фамилии это не прямое указание на змеелова или укротителя. Скорее всего, прозвище Питон (или Питонка) дали человеку с длинным, гибким телом, с медлительной, «змеиной» походкой или, напротив, с цепким и сильным характером.

Мужская форма — Питонов — могла возникнуть в среде, где тюркское влияние было сильным: слово «питон» в значении «большой удав» вошло в русский через греческий (Python) и научную латынь, но в народной среде его могли переосмыслить. Есть и другая, менее вероятная версия: от греческого имени Пифон (Python), которое в мифологии носил дракон, убитый Аполлоном. В таком случае фамилия могла быть семинарской — искусственной, данной в духовных училищах по античным персонажам. Однако для Питоновой эта гипотеза слаба: в семинарских фамилиях чаще встречаются окончания -ский (-цкий), а не -ов.

Суффикс -ов указывает на принадлежность: «сын Питона». Фамилия недвусмысленно патронимическая, но отец-основатель нёс не крестильное имя, а уличное прозвище. Географически Питоновы встречаются преимущественно на юге России и в Поволжье — в зоне контакта с тюркскими языками, где слово «питон» могло звучать иначе, скажем, как «пит» или «бит». Встречаются и варианты с ударением на первый слог — Питонова, что характерно для говоров с аканьем.

В исторических документах фамилия не зафиксирована в дворянских родословных — это крестьянский или мещанский род. Носительницы фамилии в XIX веке могли быть крепостными или государственными крестьянами, а их предки — людьми, получившими прозвище за внешность или повадки. Сегодня Питонова — фамилия нечастая, и её происхождение остаётся скорее загадкой, чем очевидным фактом, что и делает её ценной для тех, кто ищет свои корни.