Фамилия Златорунский звучит как книжная, почти сказочная, и это первая подсказка для этимолога. Её основа — «златой рун» или «золотое руно». В русской ономастике фамилии с корнем «злат-» (церковнославянская форма вместо исконно русского «золот-») почти всегда указывают на искусственное, семинарское происхождение. Так в XVIII–XIX веках давали фамилии выпускникам духовных училищ и семинарий. Священники, меняя бытовые фамилии вроде Попов или Пономарёв на более благозвучные, часто брали за основу библейские образы, церковные праздники или отвлечённые понятия. «Золотое руно» — прямой отсыл к древнегреческому мифу об аргонавтах, который входил в программу риторики и словесности. Такой выбор мог сделать либо сам семинарист при выпуске, либо его наставник, оценивший успехи в изучении античности.

Модель образования типична для фамилий этого круга: основа «Златорун-» плюс типичный фамильный суффикс «-ский», который в дворянской и духовной среде считался более престижным, чем просторечные «-ов» или «-ин». Важно, что суффикс здесь не указывает на географию (как, например, в фамилиях от названий городов), а служит именно оформителем искусственного прозвища.

Встречается версия, что фамилия могла произойти от прозвища человека с золотистыми кудрями или руном — то есть густыми волосами. Однако против этого говорит книжный, почти поэтический строй слова. Прозвища в крестьянской среде строились проще: Кудряш, Рыжий, Беляк. «Златорун» — слишком сложная конструкция для бытового общения. Поэтому семинарское происхождение остаётся основным и наиболее убедительным.

Географически фамилия редкая и не привязана к одному региону. Её носители рассеяны по территории бывшей Российской империи, чаще встречаются в центральных губерниях и на юге, где были сильны духовные школы. В архивных записях XIX века Златорунские попадаются в среде сельского духовенства — псаломщики, дьячки, реже священники. Сословно это почти наверняка потомки духовного сословия, которые после реформ могли переходить в светские профессии, но фамилия сохраняла память о семинарской скамье и греческих мифах, выученных назубок.