Фамилия Тихоновых — одна из тех, что образована напрямую от крестильного имени. В её основе лежит каноническое имя Тимофей, а точнее — его народная, разговорная форма Тихон. Выбор в пользу Тихона, а не полного Тимофея, был делом привычки: в быту на Руси часто усекали и смягчали церковнославянские имена, чтобы они звучали по-русски. Притяжательный суффикс -ов указывает на принадлежность: Тихонов — это «сын Тихона», то есть потомок человека по имени Тихон.

Важно не путать эту фамилию с омонимичной ей Тихоненков, Тихонцев или Тихончук — все они восходят к тому же имени, но различаются по региону бытования. Форма на -ов — самая распространённая в центральной России, в то время как -енко чаще встречается на Украине, а -их/ -ых — на Русском Севере. Фамилия Тихоновых (в родительном падеже множественного числа) — это именно указание на весь род, когда говорят «дом Тихоновых», но в быту чаще используют форму единственного числа — Тихонов.

В ономастике существует и другая, менее вероятная версия: связь с прозвищем Тихоня, то есть смирный, тихий человек. Однако она уступает первой по двум причинам. Во-первых, имя Тихон было широко распространено в святцах (в честь святителя Тихона Задонского и других), а прозвища от качеств характера реже становились основой для фамилий такого типа. Во-вторых, модель «имя + -ов» — самая массовая в русской фамильной системе, и для неё естественнее опираться на крестильное имя, а не на прозвище. Поэтому подавляющее большинство носителей фамилии Тихоновых — потомки людей, носивших имя Тихон, а не прозвище Тихоня.

Социальный состав первых носителей был пёстрым. Фамилия не была привилегией дворянства или духовенства — её носили крестьяне, мещане, ремесленники. В писцовых книгах XVI–XVII веков встречаются записи о крестьянине Тихонове в Новгородской земле и о посадском человеке Тихонове в Москве. Это говорит о том, что фамилия сложилась в разных слоях населения независимо друг от друга, просто по факту существования отца с именем Тихон.

Особенность фамилии в том, что она не содержит указания на профессию или место жительства, а значит, не даёт подсказки о занятиях предков. Зато она прямо говорит о религии: имя Тихон — греческого происхождения (от слова «тюхе» — судьба, случай), и его популярность на Руси связана с почитанием святых с таким именем. Таким образом, фамилия Тихоновых — это не история ремесла, а история веры и антропонимической моды: в какой-то момент имя Тихон стало настолько употребительным, что породило одну из самых частых русских фамилий.