Фамилия Артюмаков — одна из тех, что хранят в себе уменьшительное имя, почти забытое в современном обиходе. В её основе лежит каноническое имя Артемий, которое в народной, разговорной речи претерпело несколько сокращений. От полного Артемий пошли формы Артём, Артюха, Артюша, а затем и Артюма — именно эта, более редкая, ласкательная версия и легла в основу фамилии. Суффикс -ак (-як) в имени Артюмак усиливает уменьшительно-ласкательный оттенок, подобно тому, как от Иван делали Иванак, а от Пётр — Петрак. Таким образом, Артюмак — это «маленький Артём» или «Артёмка», а его потомки стали Артюмаковыми.

Словообразовательная модель здесь проста и типична для русских фамилий: основа (Артюмак) плюс суффикс принадлежности -ов, отвечающий на вопрос «чей?». Фамилия означает «сын Артюмака», «из рода Артюмака». По своему происхождению это чисто русская фамилия, возникшая в крестьянской или мещанской среде, где отчества и фамилии часто образовывались от домашних, обиходных имён, а не от официальных церковных.

Интересно, что имя Артемий в древности носило не только личный, но и охранительный смысл: оно происходит от греческого «артемес» — «здоровый, невредимый». Родители, называя сына Артёмом, желали ему крепкого здоровья. Фамилия Артюмаков, пусть и через цепочку уменьшительных форм, несёт в себе это же пожелание, только обращённое уже ко всему роду.

С географической точки зрения фамилия не имеет узкой привязки к одной области. Встречается в центральных и северных регионах России, а также в Поволжье, что говорит о её достаточно широком, но не массовом распространении. Она не относится к числу «дворянских» или «княжеских» — это типичная «фамилия-отчество», каких тысячи, но именно этот вариант с редким суффиксом -як выделяет её на фоне более частых Артемьевых и Артёмовых.