В различных общественных слоях русские фамилии появились в разное время. Первыми в русских землях приобрели фамилии граждане Великого Новгорода и его обширных владений на севере, простиравшихся от Балтийского моря до Уральского хребта. Новгородские летописцы упоминают множество фамилий-прозвищ уже в XIII веке. Так, в 1240 году среди новгородцев, павших в Невской битве, летописец упоминает имена: «Костянтинъ Луготиниць, Гюрята Пинещиничь, Намстъ, Дрочило Нездыловъ сынъ кожевника»
Несколько позже в XIV—XV веках родовые имена появились у князей и бояр. Князья прозывались по имени своего удела, и моментом возникновения фамилии надо считать момент, когда князь, лишившись удела, все-таки сохранял за собой и потомками его название в качестве прозвища: Шуйский, Воротынский, Оболенский, Вяземский и пр. Меньшая часть княжеских фамилий происходит от прозвищ: Гагарины, Горбатые, Глазатые, Лыковы и пр. Фамилии вроде Лобанов-Ростовский соединяют наименование княжения с прозвищем.
Боярские и дворянские русские фамилии образовывались также от прозвищ либо от имен родоначальников. Процесс становления боярских фамилий из наследственных прозвищ хорошо иллюстрируется историей боярского (впоследствии царского) рода Романовых. Его родоначальниками были жившие в XIV веке Андрей Иванович Кобыла и Фёдор Андреевич Кошка Кобылин. Потомки Фёдора Кошки на протяжении нескольких поколений носили прозвище-Фамилию Кошкины (не все: его сын Александр Беззубец стал родоночальником Беззубцевых, а другой сын Фёдор Гольтяй — родоночальником Гольтяевых). Кошкиными звались его сын Иван и внук Захарий Иванович.
Среди детей последнего, Яков Захарович Кошкин стал родоначальником дворянской фамилии Яковлевых, а Юрий Захарович стал зваться Захарьин-Кошкин, тогда как сын последнего звался уже Роман Захарьин-Юрьев. Фамилию Захарьин-Юрьев, или просто Захарьин, носил и сын Романа, Никита Романович (а равно его сестра Анастасия, первая жена Ивана Грозного); однако дети и внуки Никиты Романовича звались уже Романовыми, включая Фёдора Никитича (патриарха Филарета) и Михаила Фёдоровича (царя).
В конце XV веке среди русских дворян появляются первые фамилии иностранного происхождения, прежде всего фамилии польско-литовских и греческих (например Философовы) выходцев; в XVII веке к ним прибавляются такие фамилии западного происхождения, как Фонвизины, Лермонтовы. Фамилии потомков татарских выходцев напоминали об именах этих выходцев: Юсупов, Ахматов, Кара-Мурза, Карамзин (также от Кара-Мурза).
Но надо заметить, что не всегда восточное происхождение фамилии свидетельствует о восточном происхождении ее носителей: иногда они происходят от татарских прозвищ, бывших в моде на московской Руси. Такова фамилия Бахтеяровы, которую носила ветвь ростовских князей-Рюриковичей (от Фёдора Приимкова-Бахтеяра), или фамилия Беклемишевы, произошедшая от прозвища Беклемиш (тюркское — охраняющий, сторожащий), которое носил Фёдор Елизарович, боярин Василия I.
У русских крестьян в этот период фамилий обычно не было, функцию таковых выполняли прозвища и отчества, а также упоминание их хозяина, так как в XVI веке крестьянство центральной России подвергалось массовому закрепощению. Например, в архивных документах того времени можно встретить такие записи: «Иван Микитин сын, а прозвище Меншик», запись 1568 года; «Онтон Микифоров сын, а прозвище Ждан», документ 1590 года; «Губа Микифоров сын Кривые щёки, землевладелец», запись 1495 года; «Данило Сопля, крестьянин», 1495 год; «Ефимко Воробей, крестьянин», 1495 год.
В тех записях можно видеть указания на статус еще свободных крестьян (землевладелец), а также отличие отчества от фамилии (сын такого-то). Крестьяне северной России, бывших новгородских владений, могли иметь настоящие фамилии и в эту эпоху, так как крепостное право на эти области не распространялось. Вероятно, самый известный пример такого рода — Михайло Ломоносов. Можно также вспомнить Арину Родионовну Яковлеву — новгородскую крестьянку, няню Александра Сергеевича Пушкина. Имело фамилии и казачество. Фамилиями была наделена и значительная часть населения земель входивших ранее в Речь Посполитую — Белоруссия до Смоленска и Вязьмы, Малороссия.
При Петре I Сенатским Указом от 18 июня 1719 года, в связи с введением подушной подати и рекрутской повинности официально были введены и самые ранние документы полицейского учёта — проезжие грамоты (паспорта). Паспорт содержал сведения: имя, фамилия (либо прозвище), откуда выехал, куда направляется, место жительства, характеристика его рода деятельности, сведения о членах семьи, которые ехали вместе с ним, иногда сведения об отце и родителях.
Указом от 20 января 1797 года император Павел I повелел составить Общий гербовник дворянских родов где было собрано более 3000 дворянских родовых имён и гербов.