Фамилия Серобабовы — редкий пример, где основа говорит сама за себя, но не так очевидно, как кажется. Она явно составная: первая часть «серо-» почти наверняка отсылает к цвету — серый. Вторая часть, «-баб», может сбить с толку. В русских фамилиях «баба» чаще означала не женщину, а деревянный чурбан, болванку для игры в городки, или же грубого, неотёсанного человека. Реже — повитуху. В этом случае «Серобаб» — прозвище человека с серыми, то есть невзрачными, заурядными чертами, либо того, кого дразнили за внешнюю «серость» и простоту. Устойчивое сочетание «серый баба» в говорах могло означать «скучный мужик», «растяпа».

Суффикс «-ов» в финале — стандартный патронимический или вотчинный показатель. Фамилия Серобабовы образовалась как «чьи?» — дети, потомки Серобаба. Модель типична для северных и центральных регионов России, где прозвищные фамилии на «-ов» вытеснили более архаичные формы. Встречаемость фамилии крайне низкая; основные очаги, по данным современных телефонных справочников и архивных выборок, приходятся на Тверскую и Ярославскую области. Это косвенно подтверждает версию о прозвище из местных говоров — в тверских диалектах «баба» в значении «чурбан» действительно фиксируется.

Словообразовательная модель здесь необычна: прилагательное «серый» слилось с существительным в одно слово ещё до того, как стало фамилией. В отличие от фамилий вроде Белобородов или Черноусов, где вторая часть — часть тела (борода, ус), «баба» — предмет или характеристика человека целиком. Это сближает Серобабовых с фамилиями типа Косолапов («лапа» — рука, нога) или Сухоруков, но в данном случае основа более абстрактна. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» подобные составные цветовые прозвища упоминаются как характерные для простонародной среды XVII—XVIII веков, когда внешность или поведение человека описывали через цвет и предмет.

Есть и менее вероятная версия: «Серобаб» могло быть вариантом прозвища «Сивобород» (от «сивый» — седой), искажённого в диалекте. Но для этого нет фонетических оснований — переход «ив» в «ер» нетипичен. Также не стоит искать здесь сербские или тюркские корни: фамилия чисто русская, с прозрачной славянской этимологией. Социально предки Серобабовых были, скорее всего, крестьянами или посадскими людьми — дворянские роды с такой основой не зафиксированы в родословных книгах.