Фамилия Сурсунова — женская форма фамилии Сурсунов, и её разбор стоит начать с самого редкого и неочевидного элемента: корня. В русских фамилиях, оканчивающихся на -ов/-ев, основа чаще всего восходит к крестильному имени, профессии или прозвищу, но здесь мы сталкиваемся с основой «сурсун», которая не встречается ни в древнерусских именословах, ни в списках распространённых ремёсел.

Самая вероятная версия связывает фамилию с тюркскими языками, в первую очередь с татарским или башкирским. В них есть слово «сурсун» или близкие по звучанию корни, означающие «сурик» (красная краска) или «сурьма». В таком случае прозвище Сурсун мог получить человек, занимавшийся добычей, продажей или использованием этих минералов — например, красильщик тканей, кожевник или мастер, делавший краски. В словаре тюркизмов русского языка эта лексическая группа хорошо прослеживается: «сурьмить» (чернить брови сурьмой) и «сургуч» (от тюркского «сур» — краска). Таким образом, предок носительницы фамилии мог быть ремесленником-красильщиком.

Менее правдоподобна, но возможна версия от антропонима. В некоторых тюркских именах встречается основа «сур» — со значением «чистый», «светлый», а «сун» может быть усечённой формой от «суннат» (обрезание) или суффиксальным элементом. Однако надёжных параллелей в ономастических справочниках (например, у Н. А. Баскакова) для такой конструкции нет, поэтому версия с прозвищем-профессией выглядит убедительнее.

Географически фамилия Сурсуновых встречается в Поволжье, особенно в Татарстане, Башкортостане и соседних областях (Самарская, Оренбургская). Это косвенно подтверждает тюркское происхождение: именно в этих регионах русские фамилии нередко вбирали в себя местные корни, особенно если предки были крещёными татарами или башкирами, перешедшими в православие. Суффикс -ов указывает на типичную русскую патронимическую модель, то есть фамилию образовали от имени или прозвища отца: «чей?» — Сурсунов, то есть сын Сурсуна.

С точки зрения словообразования фамилия нестандартна: в ней нет уменьшительных суффиксов (-к-, -ушк-), характерных для прозвищ от личных имён, и нет типично русских корней. Это делает её «говорящей» для этимолога — она однозначно указывает на межэтнический контакт, скорее всего в XVI–XVIII веках, когда русские фамилии активно оформлялись у нерусского населения центральной России и Поволжья. В сословном отношении Сурсуновы, вероятно, относились к государственным или экономическим крестьянам, реже — к мещанам; дворянских родов с такой фамилией в исторических документах не зафиксировано.