Фамилия Валунова — женская форма фамилии Валунов, которая образована по самой распространённой в русской ономастике модели: от прозвища или имени через суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Валуна). Мужская основа здесь — Валун.

Корень «вал» многозначен, и происхождение фамилии может быть разным. Самая прямая версия — прозвище Валун, данное человеку крепкого, массивного телосложения, «как камень-валун». В говорах слово «валун» означало не только крупный округлый камень, но и неуклюжего, грузного человека. В этом случае фамилия — типичное «телесное» прозвище, каких много в русской антропонимии (Горбунов, Лысов, Косов).

Вторая версия отсылает к глаголу «валять» в значении «катать, сбивать шерсть». В северных и центральных губерниях «валун» — это валяльщик, мастер по изготовлению валенок и войлока. Прозвище Валун мог получить ремесленник, занимавшийся валянием шерсти. Эта версия менее очевидна, но имеет под собой реальную почву: в русских говорах «валун» фиксируется именно как «валяльщик шерсти» (словарь Даля).

Третий, более редкий вариант — отчество от нецерковного имени Валун. В древнерусской традиции такие имена давали по названиям предметов, животных или природных явлений. Имя Валун могло быть охранительным: чтобы ребёнок вырос крепким, как камень.

Фамилия Валунова встречается преимущественно в северных и центральных областях России — в Архангельской, Вологодской, Костромской, а также в Поволжье. Это не самая распространённая фамилия, но и не редкая. География подсказывает, что наиболее вероятна первая версия (прозвище по внешности), так как северные говоры активно используют слово «валун» именно для обозначения крупного камня.

С точки зрения словообразования, фамилия Валунов — чисто русская, без иноязычных вкраплений, с типичным патронимическим суффиксом. Ударение в ней, скорее всего, падает на второй слог (Валу́нов), хотя в некоторых говорах возможно ударение на первый (Ва́лунов) — это зависит от местной традиции произношения исходного слова.