Фамилия Пусторамов — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, не просто указывало на черту характера или занятие, а содержало в себе ироничную оценку. Её ядро — соединение двух слов: «пустой» и «рам(о)». В древнерусском языке «рамо» означало плечо. Так что буквально Пусторамов — это «пустоплечий», то есть человек с узкими, покатыми плечами, физически не могучий. Прозвище могли дать слабосильному парню или, напротив, в насмешку — долговязому и нескладному.

Вторая версия, менее вероятная, но не лишённая логики, связывает фамилию с диалектным словом «рама» в значении «оправа», «оклад». Тогда «пусторамов» — тот, кто делает пустые рамы, то есть небрежный мастер-рамщик. Однако в говорах слово «рамо» встречается чаще, и антропонимическая модель «прилагательное + часть тела» типична для русских прозвищ (ср. Кривошеев, Косоруков, Белоглазов).

Суффикс -ов указывает на типичную русскую патронимическую модель: Пусторам → сын Пусторама → Пусторамов. Фамилия образована не от крестильного имени, а от уличного прозвища, которое закрепилось за родом. Встречается она в основном в центральных и северных областях России, но везде крайне редка.

В словарях фамилия не фиксируется как распространённая, что говорит о её локальном происхождении — скорее всего, от одного конкретного прозвища в одной деревне или волости. Носители фамилии, если верить косвенным данным, могли быть крестьянами или ремесленниками, а само прозвище — не столько обидным, сколько констатирующим: «Пусторам» — и всё, без злого умысла.