Фамилия Елмаов — редкий случай, когда написание говорит о происхождении больше, чем звучание. Если бы фамилия была Елмаков, вопросов бы не возникло: это стандартная русская фамилия от прозвища Елмак (из тюркского «елмак» — «еда, пища»). Но здесь — Елмаов, с суффиксом -ов, присоединённым к основе, оканчивающейся на гласный. Это указывает на то, что исходное имя или прозвище звучало как Елмай, Елма, а может быть, и Елмао — вариант, который в русском языке осмыслили как полную форму.

Вероятнее всего, перед нами фамилия, образованная от имени Елмай. В тюркских языках «ел» — «народ, страна», а «май» — «масло, жир», в переносном смысле «богатство, достаток». Имя Елмай могло означать «богатство народа» или «народное изобилие». Подобные составные имена были распространены у татар, башкир и других народов Поволжья. В русской среде такое имя могли адаптировать, добавив суффикс -ов, чтобы получить фамилию по отцу: «сын Елмая» — Елмаов.

Другая версия, менее вероятная, но не исключённая: фамилия могла возникнуть из искажённого написания. В дореволюционных документах фамилию Елмаков могли записать на слух как Елмаов, если писарь пропустил букву «к» или спутал её с похожей по начертанию. Однако сохранение формы Елмаов у нескольких поколений говорит о том, что это не случайная описка, а сознательно закреплённый вариант.

Географически фамилия встречается редко, в основном в Поволжье и на Урале — в регионах, где веками жили бок о бок русские и тюркские народы. Носители фамилии Елмаов — потомки человека, которого в документах называли Елмаем, и это имя даёт ключ к его происхождению: скорее всего, он был из татарской, башкирской или чувашской среды, принявшей православие и русский быт.