Фамилия Богомлова — женская форма фамилии Богомлов, и её происхождение напрямую связано с церковной и бытовой лексикой. Основа «богомол» в древнерусском языке означала не просто молящегося человека, а того, кто усердно, истово молится, часто — паломника или странника, идущего на богомолье. В некоторых говорах «богомолом» называли даже богомола-насекомого за его характерную позу со сложенными лапками, напоминающую молитвенное положение рук. Но для фамилии первично, конечно, человеческое качество.

Суффикс «-ов» в основе фамилии — типичный для русских фамилий, образованных от прозвищ или профессий. Он указывает на принадлежность: «сын Богомола». То есть предок носительницы фамилии, скорее всего, имел прозвище Богомол, которое закрепилось за ним либо из-за набожности, либо из-за частых паломничеств. Интересно, что в некоторых регионах, особенно на Русском Севере и в Сибири, «богомолами» называли странников, собиравших подаяние на церкви или монастыри, — это было не столько духовное занятие, сколько образ жизни. Поэтому первым Богомловым мог быть не просто набожный крестьянин, а человек, чья жизнь была связана с хождением по святым местам.

С точки зрения словообразовательной модели, фамилия Богомлова стоит в одном ряду с такими фамилиями, как Молитвин или Поклонов. Но у неё есть особенность: корень «бог-» делает её «говорящей» и легко узнаваемой, что в прошлом могло быть как плюсом (фамилия запоминалась), так и минусом (если носитель вёл не слишком праведный образ жизни, прозвище звучало насмешливо). В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» подобные образования рассматриваются как типичные для «церковного» круга прозвищ, хотя точных статистических данных по частоте Богомлова нет — фамилия скорее редкая, чем распространённая.

Географически фамилия Богомлова чаще встречается в центральных и северных областях России, а также в Поволжье — там, где были сильны традиции старообрядчества и паломничества. В дореволюционных записях можно найти Богомловых среди крестьян и мещан, реже — среди духовенства, так как священники обычно получали фамилии от названий храмов или праздников. Так что предки современной Богомловой, скорее всего, были простыми людьми, чья семья получила прозвище за религиозное усердие или за привычку странствовать.