Фамилия Сумнительнова — на редкость прозрачный случай: её основа, прилагательное «сумнительный», в русских говорах означала «сомнительный, ненадёжный, подозрительный». В словаре Владимира Даля это слово зафиксировано именно с таким значением, причём с пометой «южное, западное». То есть предок получил прозвище Сумнительный — не обязательно за дурной нрав. В крестьянской среде так могли назвать человека недоверчивого, осторожного до мнительности, или же того, кто сам вызывал сомнения: например, пришлого, без роду-племени, или того, кто не держал слова.

Модель образования типична для русских фамилий: сначала прозвище на -ый (Сумнительный), затем фамилия на -ов/-ев (Сумнительнов) и, наконец, женская форма на -а. Суффикс -ов указывает на принадлежность: «чей?» — Сумнительнов, то есть сын Сумнительного. В документах мужская форма встречается как Сумнительнов, так и, реже, Сумнительный — без фамильного суффикса, что говорит о позднем закреплении фамилии (вероятно, в XIX веке, при переписях).

Географически фамилия тяготеет к южнорусским и западнорусским областям — там, где слово «сумнительный» было в ходу. Встречается в Тульской, Калужской, Рязанской губерниях, а также на Смоленщине. В этих краях нередки однокоренные фамилии Сумнительнов, Сумнительный, Сумнителин — все от одного корня, но с разными суффиксами.

Важный нюанс: в XIX веке фамилия могла писаться через букву «о» в первом слоге — «сомнительный» — но в народном произношении «у» закрепилось как более характерное для диалекта. Поэтому Сумнительнова — не ошибка, а живое отражение говора. В отличие от книжной формы, она сохранила исконное звучание прозвища.