По некоторым данным именно прозвища были исторически первым типом личных именований, потребность в которых не отпала даже с появлением персональных имен. Имена часто повторялись, а потому не всегда были удобны для идентификации человека. Фамилия Черепанов ведет свое начало от прозвища Черепан, в основе которого лежит аналогичное нарицательное. Черепаном в старину называли горшечника, гончара, то есть мастера, изготовлявшего посуду, игрушки и другие предметы из обожженной глины. Соответственно, прозвище Черепан, скорее всего, относится к так называемым «профессиональным» именованиям, содержащим указание на род занятий предка.
Кроме того, слово «черепан» имело и другое значение – «житель Череповца». Поэтому не исключено, что основатель рода Черепановых был выходцем из города Череповца (ныне Вологодская область). Первое упоминание о Череповце в документах относится к 1362 году, когда преподобные Феодосий и Афанасий основали Череповецкий Воскресенский мужской монастырь. Афанасий, ученик самого Сергия Радонежского, вошел в историю православной церкви под прозвищем «железный посох». Монахи поселились в местности, которая к тому времени уже была заселена и называлась Череповесь.
По мнению ряда исследователей, название Череповесь образовано путем слияния двух древнерусских слов: «черепь» (возвышенное место, возвышенность) и «весь» (деревня). Поэтому топоним Череповесь мог иметь значение «поселение на возвышенности». По другой версии, слово «весь» в названии города произошло от племени весь, которое жило на этой территории с IX века.
Одно из первых упоминаний фамилии Черепанов в исторических документах относится к середине XVI века: Черепанов Ерема Иванов из Вологды, 1537 г.
Некоторые Черепановы могут иметь знатное происхождение – дворяне Черепановы записаны в родословных книгах Киевской, Владимирской, Смоленской губерний. Из дворян Московской губернии происходил генерал-майор Александр Андреевич Черепанов (1837—1886), участник русско-турецкой войны 1877—1878 гг.
Заметный след в истории России оставили Ефим Алексеевич Черепанов (1774—1842) и его сын Мирон Ефимович (1803—1849), механики-изобретатели, построившие первый в России паровоз (1833-34) и железную дорогу длиной 3,5 км. Отец и сын Черепановы происходили из крепостных крестьян, приписанных к Выйскому заводу Демидовых на Урале. За изобретательскую деятельность Ефим Алексеевич получил вольную лишь в 1833 г. в возрасте 59 лет, а Мирон Ефимович был освобожден в 1836 г. Перед освобождением с них было взято обязательство «на службу господам доверителям», то есть Демидовым.
Еще одним известным представителем фамилии был деятель Русской православной церкви, епископ Ставропольский Лев, в миру — Леонид Всеволодович Черепанов (1888—1937).