Фамилия Балмакова — женская форма, а её основа, мужская фамилия Балмаков, образована от прозвища или личного имени Балмак. Ключевой элемент здесь — тюркский корень «балмак», который в ряде тюркских языков означает «узнавать, понимать, догадываться». В русских говорах, особенно в южных и приуральских регионах, слово «балмак» могло закрепиться за человеком сметливым, догадливым, тем, кто «схватывает на лету». Однако есть и вторая, более прозаичная версия: у тюркских народов «балмак» — это ещё и «палец», а в переносном смысле — «неуклюжий, неловкий» (сравните с русским «лопух»). Таким образом, прозвище могло быть как хвалебным, так и ироничным.

Словообразовательная модель проста и типична для русских фамилий: к основе Балмак добавился патронимический суффикс -ов, указывающий на принадлежность («сын Балмака»). Фамилия относится к «чистому» типу отпрозвищных фамилий, без дополнительных суффиксов вроде -ин или -ский, что говорит о её относительно раннем формировании — скорее всего, в XVI–XVII веках, когда такие фамилии закреплялись за служилыми и крестьянскими родами.

Географически фамилия Балмаков (и Балмакова) чаще всего встречается в Поволжье, на Урале и в Сибири — регионах, где веками шло активное смешение русского и тюркского населения. Особенно много носителей в Татарстане, Башкортостане и Оренбургской области. Это не случайно: именно там тюркские корни легко входили в русский быт и становились основой для прозвищ и фамилий. Встречается вариант с ударением на второй слог — Балма́ков, что тоже характерно для восточных говоров.

Спорных версий здесь немного, но стоит упомянуть: некоторые исследователи выводят Балмакова от калмыцкого «балмак» — «мед», но это слабая гипотеза, так как фонетически и семантически она хуже стыкуется с русской словообразовательной традицией. Надёжнее опираться на тюркскую основу с прозвищным значением.