Фамилия Чалманов образована от прозвища или имени Чалман, а её корни ведут в тюркскую языковую среду. Основа «чал» в тюркских языках означает «седой», «белёсый», «старый», а также может указывать на цвет масти животного — например, чалая лошадь. Суффикс «-ман» в тюркских прозвищах часто усиливает признак: Чалман — «очень седой», «белёсый» или «тот, кто с сединой». Сравните с другими фамилиями той же модели: Чалбаев, Чалдыков, Чалкин.

В русской ономастике фамилия закрепилась через патронимический суффикс «-ов», что типично для фамилий, возникших в XVI–XVII веках, когда тюркские прозвища активно входили в русский быт. Предок Чалмановых мог быть выходцем из татарской, башкирской или казахской среды, принявшим православие, либо русским, получившим прозвище за внешность — светлые волосы или раннюю седину. В некоторых говорах «чалман» называли и чалого коня, так что прозвище могло относиться к коневоду или человеку, причастному к лошадям.

Географически фамилия встречается в Поволжье, на Урале и в Сибири — регионах, где столетиями соседствовали русские и тюркские народы. Встречается и вариант Челманов, с заменой гласной под влиянием акающих говоров. Сословного барьера не было: Чалмановы могли быть и крестьянами, и казаками, и мещанами. В дореволюционных записях фамилия фиксируется с XVIII века, например, в переписях Оренбургской губернии.

Спорных версий немного: иногда пытаются связать «чалман» с тюркским «чалма» (тюрбан), но это маловероятно — суффикс «-ан» в таком случае дал бы прозвище «Чалман» как «человек в чалме», но слово «чалма» в тюркских языках и так заимствовано из персидского, и образование от него прозвища через «-ман» нехарактерно. Основная версия — через цветовой признак — остаётся надёжнее.