Фамилия Ерменова — женская форма от Ерменов, и её разбор стоит начать с суффикса. Модель образования здесь классическая, патронимическая: основа плюс суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Ермена). Суффикс -ов в русских фамилиях самый распространённый, но вот основа — редкая и неочевидная.

Корень «Ермен-» не имеет прямого аналога в славянских именах или прозвищах. Скорее всего, он восходит к тюркскому или арабо-тюркскому имени Ермен (или Ирмен). В тюркских языках «ер» означает «мужчина, герой, воин», а «мен» — суффикс принадлежности или часть сложного имени. Таким образом, Ермен можно перевести как «мой герой» или «настоящий мужчина». Имя это встречается у башкир, татар, казахов и других тюркоязычных народов, где оно могло быть как личным, так и прозвищным.

Географически фамилия Ерменова тяготеет к Поволжью, Приуралью и Казахстану. В русских документах она фиксируется поздно, в основном в XIX–XX веках, что типично для фамилий, образованных от нерусских основ, но оформленных по русской модели. Предки носителей фамилии, вероятно, были крещёными татарами, башкирами или выходцами из казахских степей, которые переходили в православие и получали фамилию по отцу.

Спорных версий немного. Иногда Ерменова связывают с немецким именем Герман (через искажённое «Ерман»), но это маловероятно: для русского уха «Герман» давал бы фамилию Германов или Ерманов, а не Ерменов. Более правдоподобно родство с фамилией Ермаков, где основа — имя Ермак (тоже тюркского происхождения), но Ермен — самостоятельное имя, а не его вариант.

Написание фамилии устойчивое, без вариантов через «ё» или двойные согласные. Встречаются единичные случаи передачи через «Ирменова» в старых метрических книгах, но это скорее описка писаря, чем альтернативная норма.