Фамилия Диамантов — редкий случай в русском ономастиконе, где греческое или латинское слово пришло не через духовенство, а, вероятнее всего, через торговлю или ювелирное ремесло. В основе лежит «диамант» — устаревшая форма слова «алмаз» (от греческого adamas — несокрушимый). В отличие от фамилии Алмазов, которая могла появиться у крепостных или купцов, форма Диамантов выдает книжное, а не народное происхождение.

Суффикс -ов указывает на типичную русскую патронимическую или владельческую модель: «сын Диаманта» или «из семьи Диаманта». Но здесь важно, что прозвище или нецерковное имя Диамант в крестьянской среде почти не встречалось. Скорее всего, фамилию давали в семинариях — будущим священникам, которых нарекали «благозвучными» греческими названиями драгоценных камней (ср. Аметистов, Изумрудов). Однако семинарские фамилии чаще оканчивались на -ский (Диамантовский), поэтому версия с «чистым» -ов говорит в пользу светского происхождения.

Есть и другая гипотеза: фамилия могла возникнуть у обрусевших греков или евреев, занимавшихся торговлей алмазами. В Российской империи ювелирное дело часто вели армяне и греки, и фамилия по названию камня могла закрепиться как профессиональное прозвище. Написание через «иа», а не через «ья» (Дьямантов) подтверждает, что слово заимствовано из западноевропейских языков (фр. diamant, нем. Diamant), а не из церковнославянского.

Встречаемость фамилии крайне низкая. В дореволюционных справочниках Диамантовы фигурируют в купеческих гильдиях Москвы и южных губерний, а также среди мещан. После революции фамилия почти исчезла — многие носители эмигрировали или сменили фамилию на Алмазов или Бриллиантов, чтобы избежать ассоциаций с «буржуазной роскошью».