Фамилия Цепанов образована от прозвища Цепан, Цепаный или от неканонического имени Цепан. Основа — слово «цеп», сельскохозяйственное орудие для молотьбы. Прозвище Цепан могли дать крестьянину, который работал цепом, либо человеку с цепкой, «вцепляющейся» хваткой. Менее вероятна, но возможна связь с диалектным «цепать» — задевать, цеплять; в таком случае прозвище отражало характер: придирчивый, задиристый.

Модель образования проста: суффикс -ов указывает на принадлежность, то есть Цепанов — «сын Цепана». Фамилия закрепилась в среде крестьян и ремесленников, где прозвища по орудиям труда были обычным делом. В списках однодворцев и государственных крестьян южных губерний России фамилия Цепанов встречается чаще, чем в северных или центральных областях, что может говорить о региональном бытовании прозвища.

В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» подобные образования по названиям сельскохозяйственных инструментов (Цепанов, Серпов, Топоров) отнесены к разряду «профессиональных» прозвищных фамилий. Важно не путать с фамилией Цепановский — она имеет западнорусское или польское происхождение и другую суффиксальную модель.

Поскольку фамилия редкая, сведения о дворянских родах Цепановых отсутствуют. Скорее всего, предки носителя фамилии были крестьянами-земледельцами или ремесленниками, чей труд был связан с молотьбой и обработкой зерна.