Фамилия Всеволод — редкий случай, когда в основе лежит полное, а не уменьшительное имя. В отличие от подавляющего большинства русских фамилий на -ов/-ев (Иванов, Петров, Сидоров), которые образованы от обиходных форм (Иван → Иванов), здесь закрепилось княжеское каноническое имя Всеволод. Это сразу указывает на возможное происхождение носителя: по прямой модели фамилия могла возникнуть в среде духовенства или, реже, у потомков служилых людей, где в документах фиксировали полное имя без сокращений.

Само имя Всеволод — древнерусское, славянское по происхождению, сложенное из двух основ: «все-» (весь, всё) и «-волод» (владеть, власть). Дословно — «всем владеющий». В домонгольской Руси это было родовое имя Рюриковичей (вспомним Всеволода Большое Гнездо), и именно княжеский ореол мог повлиять на то, что фамилию не «сократили» до Всеволодов. В крестьянской среде её почти не встретишь: простонародье чаще носило фамилии от уличных прозвищ или патронимов на -ов от уменьшительных имён (Всеволод → Володя → Володин).

По суффиксу -ов модель классическая: «чей?» — Всеволодов сын. Но если в фамилиях вроде Петров суффикс присоединялся к основе Петр-, то здесь основа оканчивается на твёрдый согласный (-д), что даёт стандартное -ов, а не -ев. Фамилия Всеволодов, кстати, встречается чаще, чем Всеволод, но обе фиксируются в документах с XVII века, преимущественно на севере и в центральных губерниях — в Новгородской, Тверской, Московской.

Спорные версии: иногда фамилию пытаются вывести от прозвища «Всеволод» (мол, так могли назвать всевластного помещика или задиру), но это маловероятно. Имя было слишком статусным для прозвища — его давали при крещении, а не на улице. Поэтому единственная рабочая гипотеза: перед нами прямой патроним от полного имени, что само по себе делает фамилию маркером не самого низкого социального слоя предков.