Фамилия Сербунов — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти наверняка связано не с личным именем, а с этнонимом. В основе лежит слово «серб» или «сербин». Так в старых русских говорах могли называть выходца с Балкан — серба, болгарина или вообще южного славянина. В XV–XVII веках на Руси оседали выходцы из Сербии, Болгарии и с Афона, и прозвище Серб или Сербин закреплялось за ними или их потомками, даже если реальное этническое происхождение быстро стиралось.

Суффикс -ун- в данном случае — не уменьшительный и не пренебрежительный. В русской антропонимии суффикс -ун (как в фамилиях Бегунов, Крикунов, Шептунов) чаще образовывал прозвища по характерному действию или свойству. Но в фамилии Сербунов он работает по другой модели: присоединяется к основе «Серб» и даёт значение «сын Серба» или «потомок того, кого звали Сербом». То есть сперва появилось прозвище Сербун (ср. с «хохол — хохлун», «калмык — калмыкун»), а от него — стандартная патронимическая фамилия на -ов.

Географически фамилия тяготеет к южнорусским областям и казачьим землям. В реестре Войска Запорожского и в переписях однодворцев Курской и Воронежской губерний встречаются прозвища Серб, Сербин и производные от них. Сербуновы могли быть потомками тех, кто нёс сторожевую службу на южных рубежах и получил прозвище за смутное южнославянское происхождение — реальное или приписанное.

В написании фамилии стоит обратить внимание на безударную гласную в корне: «Сербунов», а не «Сирбунов». Это отличает её от родственных фамилий вроде Сербин, Сербов, Сербский. Вариант с -унов встречается гораздо реже, что делает фамилию локально узнаваемой. Никакой связи с «серпом» или «сербанием» (диалектное «хлебать») здесь нет — это ложные сближения, которые возникают при поверхностном взгляде.