Фамилия Артамасов — один из тех примеров, где народное произношение взяло верх над книжным написанием. В её основе лежит крестильное имя Артемий (в переводе с греческого — «невредимый, здоровый»). В бытовой речи имя часто редуцировали: Артемий превращался в Артёма, а тот, в свою очередь, в просторечного Артама или Артамона. Фамилия образовалась через патронимический суффикс -ов, то есть буквально «сын Артамаса».

Словообразовательная модель здесь классическая для восточнославянских фамилий, но интересен сам переход: имя Артамон в старину было вполне самостоятельным, а не только формой от Артемия. В словаре древнерусских имён встречается и вариант Артамас — скорее всего, диалектный или простонародный. Поэтому фамилия Артамасов могла возникнуть и напрямую от имени Артамон (через промежуточную форму Артамас), минуя цепочку с Артемием.

Географически фамилия тяготеет к центральным и южнорусским областям — там, где аканье в речи было нормой. Именно оно и «съело» безударный гласный, превратив Артемия в Артамаса. В документах XVII–XVIII веков можно найти крестьян и посадских людей с этой фамилией в Тамбовской, Рязанской и Воронежской губерниях. Социальный состав носителей был преимущественно крестьянским и мещанским — в дворянских родословных книгах эта фамилия практически не встречается.

Спорных версий происхождения немного. Иногда Артамасова пытаются вывести от тюркского корня «артык» («лишний, избыточный»), но это натяжка: слишком очевидна связь с русским именем Артемий, а суффикс -ов указывает на славянскую модель, а не на заимствование. Если и была тюркская основа, то она должна была бы дать фамилию вроде Артыков, а не Артамасов.

По написанию фамилия устойчива: вариант Артамасов встречается чаще, чем Артамосов, хотя в старых метриках можно найти колебания. Родственные фамилии — Артамонов, Артемов, Артёмов — более частотны, но Артамасов сохраняет именно ту народную, «живую» форму имени, которая в письменной речи почти исчезла.