Фамилия Поднебеснов — это редкий случай, когда основа фамилии не уходит корнями в крестьянское прозвище или ремесло, а прямо указывает на географическое или, скорее, мифопоэтическое понятие «Поднебесная». Так на Руси называли весь мир, всю землю под небом. Человек, получивший такое прозвище, мог быть странником, бывалым путешественником, объехавшим много земель, или же, напротив, мечтателем, которого в шутку дразнили «жителем поднебесья».

Разбирая словообразовательную модель, видим типичный для русских фамилий суффикс -ов, указывающий на принадлежность. Полная форма прилагательного «поднебесный» перешла в прозвище Поднебесный, а затем, при оформлении фамилии, добавился фамильный суффикс. Таким образом, Поднебеснов — это вариант фамилии Поднебесский, но с более архаичным и простонародным суффиксом. Если Поднебесский мог принадлежать дворянину или семинаристу (искусственная фамилия), то Поднебеснов — скорее крестьянская или купеческая, образованная от уличного прозвища.

Примечательно, что фамилия почти не встречается в центральных губерниях России. Основной ареал её бытования — Сибирь и Урал. Это подкрепляет версию о прозвище, данном переселенцу или человеку, пришедшему «из-за камня» (с той стороны Уральских гор). В условиях освоения новых земель прозвище «Поднебесный» могло закрепиться за тем, кто жил на отшибе, в высоком месте или просто казался пришлым «откуда-то с неба».

С точки зрения ономастики, фамилия Поднебеснов стоит в одном ряду с такими редкими географическими прозвищами, как Заозёрнов, Заречнов или Междугорнов. Все они образованы от описания местности или положения человека в пространстве, но в случае с «Поднебесновым» пространство это не конкретное, а всеобъемлющее. Споров о происхождении фамилии практически нет: искусственная семинарская версия (от «Поднебесной империи» — Китая) маловероятна, так как такие фамилии обычно имели окончание -ский и были более книжными. Поэтому наиболее правдоподобным остаётся народное прозвище человека, который либо много странствовал, либо жил в таком месте, откуда, как говорили, «до неба рукой подать».