Фамилия Царионова — женская форма, в основе которой лежит мужская фамилия Царионов. Она образована по стандартной русской модели с суффиксом -ов, что указывает на принадлежность: «чей?» — Царионов, то есть потомок человека по прозвищу или имени Царион. В центре внимания — необычная основа, которая с первого взгляда кажется связанной со словом «царь».

Правдоподобная версия, которую поддерживают ономасты (в частности, в работах Б. Унбегауна отмечается, что фамилии на «-ион» нередко имеют церковное происхождение), — это искажённая форма канонического имени Харитон. В народном произношении имя Харитон могло звучать как Хоритон или Царитон. От него через суффикс -ов и возникла фамилия Царионов. Упрощение «Х» в «Ц» — не редкость в русских говорах: так же появились фамилии Цаплин (от Харлампий) или Цыбин (от Хрисанф). Таким образом, предок носительницы фамилии мог зваться Харитоном — имя греческого происхождения, означающее «щедрый», «благодатный».

Менее вероятна, но не исключена связь с прозвищем Царион, данным человеку за напыщенность или связь с царским двором. Однако в крестьянской и мещанской среде, где такие фамилии и складывались, прозвища в честь монарха встречались редко и обычно носили ироничный оттенок. Склоняемся к версии с Харитоном: она объясняет и редкую форму, и географию фамилии.

Фамилия Царионова — редкая. Встречается преимущественно в центральных регионах России и в Поволжье, что косвенно подтверждает её народное, диалектное происхождение. В дореволюционных метрических книгах можно найти варианты написания: Царионов, Царионова, а также Царитонов — с сохранившимся «т» от имени Харитон. Ударение, скорее всего, падает на второй слог: Царио́нов.