Фамилия Вироградова — редкий вариант, который почти наверняка возник из-за акающего произношения или ошибки писаря. Основная и самая распространённая форма — Виноградова. В русских говорах, где «о» и «а» в безударной позиции не различались, фамилию на слух записывали так, как слышали: Вироградова вместо Виноградова. Дополнительную путаницу вносило и то, что в просторечии слово «виноград» нередко произносили с «и» в первом слоге, а «град» — с «а»: «вираград». Поэтому закрепление на письме именно варианта Вироградова — не столько сознательный выбор, сколько отражение живой речи.

По своей словообразовательной модели это типичная русская фамилия на -ов, образованная от прозвища или профессии. Основа «Вироград» — искажённое «Виноград». Виноградом в старину называли не только ягоды, но и человека, занимавшегося их разведением или торговлей. В южных регионах России, где виноград выращивали, такое прозвище давали садоводу или купцу, торговавшему сладким товаром. В северных же губерниях «виноград» мог быть просто прозвищем лакомки или человека с румяным лицом.

Суффикс -ов указывает на принадлежность: Вироградов — сын Вирограда (то есть Винограда). Женская форма Вироградова, соответственно, означает дочь или жену такого человека. Фамилия недворянская, скорее всего, крестьянская или мещанская: в ревизских сказках и метрических книгах XIX века большинство носителей варианта «Виноградов» значились как крестьяне или посадские люди. Вариант «Вироградова» встречается реже, и найти его можно в записях из бывших южнорусских и украинских губерний, где аканье было особенно сильным.

В словарях русских фамилий (например, у Б. Унбегауна) «Виноградов» описывается как семинарская фамилия, которую давали ученикам духовных училищ. Но это не единственный путь: параллельно она возникала и из прозвищ. Для формы «Вироградова» семинарское происхождение маловероятно — в духовных списках старались писать грамотно, по церковнославянской норме. Так что носительница фамилии Вироградова, скорее всего, потомок южнорусского крестьянина, которого в быту звали Вироградом, а в документах записали на слух.