Фамилия Артамашева — женская форма, её мужской вариант — Артамашев. В основе лежит редкое крестильное имя Артамаш. Это народная, разговорная переделка канонического имени Артемий (в переводе с греческого — «невредимый, здоровый»). В русских говорах имя Артемий упрощали до Артём, Артюха, Артема, а форма Артамаш возникла под влиянием другого, менее распространённого имени — Артамон (также греческого происхождения, означает «парус»). Смешение двух имён дало гибрид Артамаш — звучащий по-древнерусски основательно и даже чуть грубовато.

Суффикс -ев (вместо более привычного -ов) указывает на то, что основа имени оканчивалась на мягкий согласный «ш». Фамилия образована по стандартной притяжательной модели: Артамаш → сын Артамаша → Артамашев. То есть предок носителя фамилии был человеком по имени Артамаш, и его дети получили родовое прозвание по отцу. Модель типична для восточнославянских фамилий, но сам корень встречается нечасто: Артамашевых заметно меньше, чем Артемьевых или Артамоновых.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным областям России. Встречается в Вологодской, Архангельской, Кировской областях, а также в Пермском крае — в регионах, где исторически сохранялись архаичные формы имён и говоры. В южных и западных губерниях Артамашевы почти не фиксировались. Такая локализация не случайна: именно на севере дольше держались диалектные варианты имён, не вытесненные литературной нормой.

В дореволюционных переписях фамилия могла записываться по-разному: Артамашев, Ортамашев, Артамашов. Вариант с «о» в первом слоге — следствие аканья, когда безударное «а» произносили как «о» и так же писали малограмотные писцы. Современное написание закрепилось через «а», что ближе к исходному имени. Форма с суффиксом -ов (Артамашов) встречается реже и отражает иную огласовку конца основы.

Сословная принадлежность Артамашевых неоднородна. В основном это крестьяне и мещане, но в метрических книгах XIX века встречаются и священники с этой фамилией — например, в Вологодской епархии. Священнические фамилии часто образовывались от имён, и Артамашев — один из таких случаев, когда духовное сословие брало фамилию по имени предка, не переделывая её в семинарскую латынь. Это говорит о том, что носители фамилии не были обязаны менять её при поступлении в духовное училище, а значит, имя Артамаш к тому времени уже воспринималось как достаточно благозвучное и не простонародное.