Фамилия Гембов — редкий случай, когда ясна основа, но неочевидна история её появления. Корень «Гемб-» восходит к польскому или белорусскому слову «gęba» — рот, губа, а в переносном смысле — физиономия, морда. В старопольском языке это слово могло быть прозвищем человека с большим ртом, кривогубостью или просто обладателя громкого голоса. Фамилия образована по типичной восточнославянской модели с суффиксом -ов, указывающим на принадлежность: Гембов буквально означает «сын Гемба» или «из рода Гемба». Суффикс -ов, а не -ский или -ич, говорит о том, что фамилия скорее всего сложилась в среде крестьян или мещан, а не шляхты.

Географически фамилия тяготеет к западным регионам бывшей Речи Посполитой — современным Беларуси, Польше, западной Украине. В России она встречается редко и часто имеет польские корни. Интересно, что в некоторых говорах «гемба» означало также «грубиян» или «наглец», поэтому прозвище могло закрепиться за человеком с неуживчивым характером. Встречаются варианты написания: Гембов, Гемба, Гембович — последний указывает на более прямое отчество без суффикса владения.

Споров вокруг происхождения почти нет: польско-белорусская основа несомненна. Единственная альтернативная версия — связь с немецким «Gemb» (сокращение от имени Гемберт), но она маловероятна для фамилии с типичным славянским окончанием -ов. Таким образом, предки носителя фамилии Гембов — скорее всего, поляки или белорусы, получившие прозвище по заметной черте лица или поведения, а затем перешедшие в русское подданство и оформившие фамилию по русскому образцу.