Фамилия Пунанов образована от прозвища Пунан, и в её основе лежит нарицательное «пуня». Так в северных и центральных русских говорах называли сарай для хранения мякины и сена, а также кладовку или клеть для хозяйственных нужд. Следовательно, прозвище Пунан, скорее всего, указывало на род занятий и социальное положение предка: вероятнее всего, он был крестьянином, который много времени проводил в хозяйственной постройке, занимаясь домашними делами. Такое прозвище могло закрепиться за человеком, чья жизнь была тесно связана с амбаром и сеном, или за тем, кто постоянно хлопотал по двору.

Впрочем, существует и вторая версия, менее распространённая. Она возводит прозвище к глаголу «пунить», то есть «говорить вздор». В этом случае Пунаном могли прозвать болтуна или пустослова. Эта гипотеза выглядит правдоподобной, но уступает первой по убедительности: связь с конкретным предметом крестьянского быта — «пуней» — встречается в ономастике чаще, чем переносное значение редкого глагола. Тем не менее, обе трактовки укладываются в типичную для русских фамилий модель, где прозвище по занятию или черте характера становилось основой для семейного именования.

Суффикс -ов в фамилии указывает на притяжательное значение: Пунанов буквально означает «сын Пунана», «потомок Пунана». Такой способ образования был самым распространённым в русской антропонимии, особенно в крестьянской среде, где фамилии окончательно закрепились к XIX веку. Географически фамилия тяготеет к регионам, где слово «пуня» было в ходу, — это северные области России, а также Поволжье, куда переселенцы приносили свои говоры и прозвища. В документах фамилия встречается редко, что говорит о её локальном происхождении и, возможно, о небольшом числе носителей.