Фамилию Темногрудов могли дать по прозвищу — и здесь не обойтись без разбора, что скрывается за этим «тёмным» корнем. Основа «темно-» в русских прозвищах обычно указывала не на цвет кожи или одежды, а на характер: «тёмный человек» означало необразованного, скрытного или угрюмого. Вторая часть, «-груд», скорее всего, не имеет отношения к груди как части тела. В старых говорах «груд» или «груда» — это куча, бугор, возвышенность, а также название застывшей грязи или наледи. Прозвище Темногруд мог получить либо мрачный, нелюдимый крестьянин, либо человек, живший у «тёмной груды» — у болотистого бугра или лесистого холма.

Версия с цветом груди у птицы или животного (как у тетерева-косача) менее вероятна: в русской ономастике такие прозвища обычно оформлялись через прилагательное в полной форме («Черногрудый», «Белогруд»), а не через сложное слово с соединительной гласной. Но полностью исключать её нельзя — в северных и сибирских говорах «грудью» называли и переднюю часть туловища зверя.

Модель образования типична для русских фамилий XVII–XIX веков: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?» — сын Темногруда). Такие фамилии чаще всего встречались в среде государственных крестьян и однодворцев, особенно в чернозёмных губерниях. По данным переписей, носители фамилии Темногрудовы компактно проживали в Тамбовской и Рязанской губерниях — там, где балтийское слово «груда» (в значении «куча, холм») могло смешаться с местными диалектами. В словаре Б. Унбегауна фамилия не упоминается, но её структура близка к таким редким образованиям, как «Сухогрудов» или «Черногрудов».

Написание с «о» в конце (Темногрудов, а не Темногрудый) закрепилось в документах, когда фамилия уже стала наследственной. Сегодня это довольно редкая фамилия — по разным подсчётам, её носит не более нескольких сотен человек в России.