Фамилия Темнорусова — женская форма фамилии Темнорусов. В основе лежит прозвище или мирское имя Темнорус. Первое, что приходит в голову — связь с цветом волос: «тёмный рус», то есть человек с тёмно-русыми волосами. Такое прозвище могли дать по внешности, и это самая прямая и правдоподобная версия. Русами на Руси называли людей со светло-каштановыми волосами, а уточнение «тёмный» выделяло обладателя более насыщенного, близкого к шатену оттенка.

Модель образования типична для русских фамилий: суффикс -ов/-ев присоединялся к основе прозвища или имени, указывая на принадлежность («чей?» — сын Темноруса). Притяжательное значение со временем стёрлось, и фамилия закрепилась за родом. Форма Темнорусова — стандартное окончание для женщин в русских фамилиях на -ов.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с географическим названием. В России есть несколько рек с названием Темна (например, Темна в бассейне Дона) и топонимов вроде Темновка. Однако корень «рус» в этом случае не объясняется: он указывает либо на цвет (русый), либо на этноним (русский). Если бы фамилия происходила от названия местности, скорее ждали бы форму Темнорусов — от Темнорусье, но таких сёл не зафиксировано.

Фамилия относительно редкая. По данным переписей и телефонных справочников, носители Темнорусовых встречаются в центральных областях России, особенно в Тверской и Смоленской губерниях, где исторически были распространены прозвища по внешности. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» фамилия не упоминается, что подтверждает её нечастотность и, возможно, более позднее закрепление в крестьянской среде после отмены крепостного права, когда прозвища массово превращались в наследственные фамилии.

Если опираться на словообразовательную модель, то перед нами «цветовая» фамилия, как Белобородов, Черноусов или Рыжов. Темнорусов — из того же ряда, но с более редким сочетанием корней. Прозвище могло быть и ироничным: если русым называли светловолосого, то «тёмный рус» — парадоксальное сочетание, которое могли дать человеку с очень тёмными волосами в окружении блондинов.