Фамилия Протолионов — редкий случай, когда основа лежит на поверхности, но смысл её непривычен для русского уха. В ней легко угадывается греческое «протос» — первый, и «лион» — лев. Буквально: «первый лев». Такое составное прозвище или мирское имя могло быть дано человеку, которого считали вожаком, сильным и главным, — своего рода альфа-самцом в крестьянской или казачьей среде. Однако в русской ономастике греческие сложносоставные имена чаще встречались в монашеской или церковной среде, поэтому не исключено, что фамилия возникла в семинарии или при получении духовного сана, как перевод или калька с греческого прозвища.

Фамилия образована по классической модели с суффиксом -ов, который в XIX веке был универсальным маркером принадлежности: «чей?» — Протолионов, то есть сын или потомок Протолиона. Суффикс указывает на русское, а не украинское или белорусское происхождение. Сама же основа — Протолион — в качестве личного имени или прозвища в дореволюционных метрических книгах почти не фиксируется, что делает фамилию крайне редкой. Встречается она в основном в центральных и южных губерниях России, но без массового скопления.

Интересно, что фамилия Протолионов — не единственная в этой группе. Есть однокоренные Протопопов (первый поп), Протодиаконов, Протоиереев. Но если в тех случаях связь с церковной иерархией очевидна, то «лев» выбивается из ряда. Возможно, это не прямой перевод, а прозвище, данное за силу или внешность, впоследствии записанное по-книжному, с греческим корнем. В любом случае, носитель фамилии Протолионов может с уверенностью говорить, что его предок либо был человеком заметным, либо получил фамилию в учебном заведении, где ценилась античная образованность.