Фамилия Семунова — женская форма фамилии Семунов, и её происхождение стоит искать через мужской вариант. В основе фамилии лежит имя или прозвище Семун. Самая прямая и правдоподобная версия: Семун — это просторечная, народная форма крестильного имени Семён (древнееврейское Шимон — «услышанный Богом»). В русских говорах имя Семён дробилось на множество обиходных вариантов: Сёма, Семка, Семушка, а также Семун. Такой способ образования (усечение основы с добавлением суффикса -ун) встречается и у других имён: Петрун (от Пётр), Микун (от Николай). Фамилия Семунов, соответственно, означает «сын Семуна» или «потомок Семуна».

Менее вероятная, но не исключённая версия связывает основу с мирским прозвищем. В диалектах слово «семун» могло означать «домосед» или «неповоротливый человек» (от глагола «семенить» — ходить мелкими шагами, суетиться). Однако прозвищная этимология слабее: слишком велика распространённость имени Семён, и форма Семун органично вписывается в ряд уменьшительных имён.

Фамилия Семунова встречается нечасто и имеет отчётливую географическую привязку. По данным современных исследований, основная зона бытования — юг России и восток Украины, особенно Ростовская область, Краснодарский край и бывшая Область Войска Донского. Это указывает на возможное происхождение фамилии в казачьей или крестьянской среде, где были распространены сокращённые формы канонических имён.

С точки зрения словообразования фамилия типична: суффикс -ов- указывает на принадлежность (чей? — Семунов), а окончание -а — на женский род. В документах XVII–XIX веков фамилия могла писаться и как Семун, Семунов, и в более русифицированном варианте — Семуненко (на Украине).