Фамилия Пустозвонова — яркий пример «говорящей» фамилии, которая образована от прозвища, напрямую характеризующего человека. В основе лежит слово «пустозвон» — так в народе называли болтуна, любителя поговорить без дела, человека, чьи слова не имеют веса и смысла. Модель образования проста: к прозвищу Пустозвон добавили типичный русский суффикс -ов-, а окончание -а указывает на женскую форму (от мужской фамилии Пустозвонов). В ономастическом словаре Б. Унбегауна подобные фамилии от прозвищ с корнем «пуст-» (пустомеля, пустобрёх) относятся к разряду «характеристических» — они закрепляли за человеком его основную, по мнению окружающих, черту.

Прозвище Пустозвон могло возникнуть в любой среде, но особенно часто такие фамилии встречались у крестьян и посадских людей. В отличие от фамилий, образованных от имени или профессии, «пустозвон» — это оценка поведения, и она могла закрепиться за человеком, который любил хвастаться, давать пустые обещания или просто много говорить без дела. Стоит отметить, что в некоторых диалектах слово «пустозвон» имело и более узкое значение — так могли назвать звонаря, который звонил в колокола не по делу или в неурочное время, нарушая порядок. Эта версия менее популярна, но не лишена оснований.

Географически фамилия Пустозвонов/Пустозвонова не привязана к одному региону, но чаще встречается в центральных и северных областях России, где прозвища с яркой отрицательной окраской были особенно распространены. В документах XVII–XVIII веков можно найти упоминания крестьян с таким прозвищем в новгородских и вятских землях. Уникальная черта этой фамилии — её полная прозрачность: в отличие от многих фамилий, где корень затемнён (например, от забытых ремёсел), здесь значение угадывается сразу, и это делает её интересным свидетельством народного юмора и прямоты.

В современном русском языке фамилия сохраняет свой исходный смысл, хотя сейчас она воспринимается скорее как исторический курьёз. Носители фамилии Пустозвонова могут не иметь никакого отношения к болтливости — за века прозвище утратило прямую связь с характером предка.