Фамилия Йонов — редкий случай, когда написание сразу указывает на иноязычное происхождение. В русской традиции начальное «Й» почти не встречается в исконных фамилиях, а характерно для заимствованных, прежде всего болгарских и сербских. Если бы фамилия формировалась на великорусской почве, она выглядела бы как Ионов или Еонов. Буква «Й» здесь — прямой указатель на южнославянский след.

Основа фамилии — имя Йоно. Это болгарская и сербская народная форма от канонического имени Иона (древнееврейское «голубь»). Суффикс -ов самый распространённый в восточнославянских и южнославянских фамилиях, он означает принадлежность: «сын Йона» или «из семьи Йона». Таким образом, первый носитель фамилии был, скорее всего, сыном или потомком человека по имени Йоно.

Географически фамилия Йонов тяготеет к Болгарии и к южным регионам бывшей Российской империи, куда в XIX–XX веках переселялись болгары и сербы (Бессарабия, Таврическая губерния, Одесщина). Встречается она и у гагаузов — тюркоязычного православного народа, у которого также популярно имя Йон (Иван). В этом случае фамилия образована от местной формы Иоанна.

В некоторых случаях возможна иная этимология: от прозвища Йона, данного человеку с тихим, кротким нравом (по библейскому сюжету об Ионе, которого проглотил кит). Но эта версия менее вероятна: в народной среде прозвища чаще давали по внешности, поведению или профессии, а не по ветхозаветным пророкам.

Однокоренные фамилии — Ионов, Йончев, Йонович. Написание Йонов — самый верный признак того, что предки носителя были родом из балканских земель или из среды болгарских переселенцев.