Фамилия Пустоводов — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти не требует расшифровки. Она образована по стандартной для восточнославянских фамилий модели: основа плюс суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Пустовода). Значение прозвища Пустовод прозрачно: «тот, кто водит пустое», то есть либо занимается перевозкой порожняком (пустой телеги, саней), либо, в переносном смысле, — пустомеля, болтун, человек, говорящий впустую.

Первое, бытовое, толкование выглядит правдоподобнее. В крестьянской и ямщицкой среде «пустоводом» могли назвать возчика, которому не повезло с грузом или который по рассеянности гнал порожнюю подводу. Такое прозвище не было оскорбительным — скорее констатировало род занятий или досадный случай. Второе значение, как бранное, тоже возможно, но обычно подобные прозвища (Пустослов, Пустоболт) закреплялись за людьми с явным недостатком, а не за случайными.

С точки зрения словообразования фамилия стоит в одном ряду с Пустоваловым, Пустовойтовым и Пустозвоновым. Все они — от двухосновных прозвищ, где первая часть «пусто-» указывает на отсутствие содержания, а вторая — на действие. Интересно, что фамилия Пустоводов не получила широкого распространения: она встречается локально, преимущественно в южнорусских и украинских регионах, где ямщицкий промысел был развит особенно. В словарях русских фамилий (например, у Б. Унбегауна) она не упоминается как типичная, что говорит о её сравнительной редкости.

Таким образом, предок современных Пустоводовых с высокой вероятностью был извозчиком или крестьянином, чья работа была связана с перевозками, а прозвище закрепилось за ним по конкретному эпизоду или роду занятий. Фамилия сохранила в себе живую картину быта: порожняя телега, пыльная дорога и человек, который ведёт её по делу или без.