Фамилия Трафимов — это не отдельное имя, а фонетический вариант широко известной фамилии Трофимов. В её основе лежит крестильное имя Трофим, которое пришло на Русь вместе с христианством из Византии. В переводе с древнегреческого оно означает «кормилец», то есть человек, который добывает пропитание и заботится о других. Чередование гласных в корне — «о» на «а» — объясняется влиянием «акающих» говоров русского языка, где в безударной позиции звук [о] произносится как [а]. Так имя Трофим в устной речи часто превращалось в Трафим, и эта народная форма со временем закрепилась в официальных документах, дав начало самостоятельной фамилии.

Покровителем имени считается священномученик Трофим, уроженец Эфеса. Он принадлежал к числу семидесяти апостолов и сопровождал апостола Павла во время его третьего миссионерского путешествия. По преданию, Трофим был одним из тех, кто разделил с Павлом тяготы пути и проповеди, за что позже принял мученическую смерть. На Руси это имя почитали, и потому оно было распространено среди самых разных слоёв населения.

Модель образования фамилии проста и типична для русской ономастики: к основе Трафим добавили притяжательный суффикс -ов, который изначально указывал на принадлежность. В древности Трафимов означало «сын Трафима», «ребёнок Трафима». Со временем это отчество застыло и превратилось в родовое прозвание, передаваемое по наследству.

Интересно, что носители фамилии Трафимов встречаются реже, чем Трофимовы, и это делает её своеобразным маркером: она указывает на то, что предки рода жили в местности с акающим произношением. Такое написание чаще фиксировалось в южнорусских и среднерусских губерниях, тогда как на севере, где господствовало оканье, фамилия сохраняла исходную форму с «о».

Версия о том, что основатель рода принадлежал к высшему сословию, выглядит сомнительной. Имя Трофим было одинаково популярно и среди крестьян, и среди духовенства, и среди служилых людей. Притяжательный суффикс -ов не несёт сословной окраски — так образовывали фамилии по всей Руси независимо от социального положения. Поэтому правильнее говорить, что Трафимовы — это потомки человека по имени Трафим, который мог быть кем угодно: землепашцем, ремесленником или священником.