Фамилия Пустоходов — яркий пример того, как русское прозвище, основанное на глаголе и существительном, превратилось в родовое имя. В основе лежит словосочетание «пусто ходить», то есть ходить без дела, без пользы, впустую. Прозвище Пустоход могли дать человеку, который часто совершал бесполезные поездки или прогулки, либо тому, кто не приносил добычи, возвращался с пустыми руками — например, неудачливому охотнику или торговцу. В некоторых говорах «пустоходом» называли и ленивого, праздного человека, который «топчет землю» без цели.

Словообразовательная модель фамилии проста и типична для центральной России: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?»). Пустоходов — сын Пустохода. Это патронимическая фамилия, которая закрепилась в XIX веке, хотя само прозвище могло возникнуть намного раньше. Интересно, что в отличие от фамилий с корнем «пуст-» (например, Пустовалов, Пустозёров), здесь не ирония над бедностью, а именно характеристика поведения или образа действий.

Встречается фамилия в основном в Поволжье и на Урале — в документах переписей XVIII–XIX веков Пустоходовы фиксируются среди государственных крестьян и однодворцев. Поскольку прозвище не было редким, фамилия могла возникнуть в разных местах независимо. Редкая особенность: ударение в фамилии плавающее — в одних семьях говорят Пустохо́дов, в других Пустоходо́в, что отражает разное осмысление исходного словосочетания («пусто ходить» или «пустоход»).