Фамилия Сысунова — женская форма фамилии Сысунов, а та, в свою очередь, образована от прозвища или нецерковного имени Сысун. В основе лежит древнерусское слово «сысун», которое в разных говорах означало либо «сосущий грудь младенец», либо «сосунок» — детёныш животного, ещё питающийся молоком. В переносном смысле так могли прозвать молодого, неопытного человека, «зелёного» парня, а иногда — капризного или плаксивого, того, кто «сюсюкает».

Словообразовательная модель здесь простая и типичная для северных и центральных областей России: суффикс -ов- указывает на принадлежность («чей сын?» — Сысунов). Ударение в фамилии, скорее всего, падает на второй слог: Сысу́нова, хотя в устной речи встречаются варианты с ударением на «ы».

Любопытно, что фамилия Сысунов (и её женский вариант) не имеет отношения к христианскому имени Сисой (греч. «равный, подобный»), как иногда ошибочно полагают. Сисой и Сысун — разные корни: первый пришёл из святцев, второй — из живого народного языка. В старых писцовых книгах XVI–XVII веков встречаются крестьяне и посадские люди с прозвищем Сысун, например, в новгородских и вятских землях. Именно оттуда, из зоны бытования акающих и окающих говоров, фамилия и пошла.

Таким образом, предки современных Сысуновых — скорее всего, выходцы из крестьянской или посадской среды Русского Севера или Вятки, получившие прозвище по какой-то заметной черте: либо по возрасту (самый младший в семье), либо по поведению (обидчивый, «сосущий»). Фамилия редкая, в списках частотных русских фамилий она не фигурирует, что делает её особенно ценной для семейной истории.