Фамилия Детинова — женская форма мужской фамилии Детинов, но её разумнее разбирать с мужского варианта, чтобы понять корень. Основа здесь — слово «детин» или «детя». В древнерусском языке «детя» означало не просто ребёнка, а мальчика, подростка, часто — слугу или младшего дружинника. В «Слове о полку Игореве» «дети» — это молодые воины. Суффикс -ов указывает на принадлежность: Детинов буквально «сын Детина», то есть потомок человека, которого прозвали Детином.

Прозвище Детин могло закрепиться за младшим сыном в семье, который долго оставался «мальчиком» на побегушках, или за невысоким, юношески выглядящим мужчиной. В новгородских и псковских землях, где активно бытовали прозвища по возрасту и положению, такая фамилия могла возникнуть раньше, чем в центральных областях. Встречается и другая версия: «детин» — это детина, рослый парень, но тогда прозвище носило бы противоположный смысл и скорее давалось крепышу, а не подростку. Первый вариант правдоподобнее, так как фамилии часто возникали из ласкательных или уменьшительных форм для младших членов рода.

Фамилия Детинова — редкая. Она почти не встречается в дворянских родословных книгах и не фиксируется в массовых списках крестьян центральных губерний. Это указывает на то, что носители могли быть выходцами из северных или северо-западных регионов России, где прозвищные фамилии сохранялись дольше и не вытеснялись каноническими церковными именами. Родственными по корню будут фамилии Детков, Деточкин, Детинкин — все они образованы от одного корня «дет-» с разными суффиксами.

В написании фамилии возможна вариативность: Детинова и Детинёва. Ударение в большинстве говоров падает на второй слог — Дети́нова, но в южнорусских диалектах могло сместиться на окончание.