Фамилия Сизюмов — один из тех случаев, когда прозвище, данное человеку, застыло в родовом имени на века. В основе лежит слово «сизый», то есть серовато-голубой, пепельный. На Руси так часто называли людей с необычным цветом волос или кожи — седых, бледных, либо тех, кто родился с «сизым» отливом. Но прозвище Сизый могло относиться и к птице: сизым называют голубя, а в некоторых говорах — и ястреба. Человек с таким прозвищем мог быть голубятником, иметь схожую походку или характер — кроткий, как голубь, или, наоборот, зоркий, как хищник.

Словообразовательная модель здесь нестандартная. Обычно от прозвища Сизый образуют фамилию Сизов (с суффиксом -ов). Но Сизюмов — более редкий вариант, с суффиксом -юм- и окончанием -ов. Этот суффикс (-юм) встречается в русских фамилиях нечасто и обычно указывает на украинское или южнорусское влияние. В украинском языке уменьшительные формы нередко образуются с помощью -юм, -юн: например, Сизюм — «маленький сизый» или «сын Сизого». Таким образом, Сизюмов буквально означает «потомок Сизюма», то есть человека, которого в семье или в округе ласково называли Сизюмом, подчёркивая его молодость или небольшой рост.

Географически фамилия тяготеет к югу России и Украине. В дореволюционных переписях Сизюмовы чаще всего встречаются в Курской, Воронежской губерниях и в землях Войска Донского. Это были в основном крестьяне и казаки. Прозвище могло закрепиться за человеком, который держал голубей (сизарей) или имел характерный цвет глаз — серо-голубой, «сизый». В донских говорах «сизюм» иногда называли и человека с холодным, неприветливым взглядом.

С точки зрения сословной принадлежности, Сизюмовы — фамилия крестьянская и казачья, без дворянских корней. В списках однодворцев и казаков XVIII–XIX веков она фигурирует как рядовая, не связанная с какими-либо титулами. Единственное, что выделяет её на фоне массовых Сизовых, — редкость. Носителей фамилии немного, и это делает её своеобразным маркером: если вы Сизюмов, ваши предки, скорее всего, происходят из узкого круга семей южнорусского пограничья, где прозвища передавались не через стандартный суффикс, а через местную уменьшительную форму.