Фамилия Гермагенов — редкий случай, когда в основе лежит не народное имя или прозвище, а полная церковная форма. Она происходит от крестильного имени Гермаген (др.-греч. Hermogenēs — «рождённый Гермесом» или «из рода Гермеса»). В святцах это имя встречается, но никогда не было распространённым в быту: в просторечии его обычно сокращали до Ермолай, Ермил или вовсе заменяли. Поэтому фамилия Гермагенов — признак книжной, духовной среды.

Суффикс -ов указывает на стандартную русскую патронимическую модель: Гермагенов буквально значит «сын Гермагена». Однако в крестьянской или купеческой среде такое имя давали редко — слишком тяжеловесно для повседневного общения. Чаще всего Гермагенами называли в среде духовенства, где следовали традиции давать детям «календарные» имена по святцам без сокращений. Священник или дьячок Гермаген мог передать фамилию детям, и она закреплялась как родовая.

Интересно, что фамилия почти не имеет вариантов. В отличие от Ермолаев (от просторечного Ермолай) или Германов (от имени Герман), Гермагенов сохранил редкую архаичную основу. Это говорит о том, что носители, скорее всего, происходят из одного узкого круга — потомков церковнослужителей определённого прихода. Географически фамилия встречается точечно, преимущественно в центральных и северных губерниях России, где было сильно влияние старообрядчества или синодальной церкви, строго соблюдавшей полные имена.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Гермагенский, Гермагенцев) показывает, что Гермагенов — самая прямая и немудрёная форма: она не добавляет суффиксов принадлежности или сословной окраски, а просто фиксирует имя отца. В дореволюционных метрических книгах такую фамилию могли носить как священники, так и их дети, вышедшие в светское сословие, но сохранившие память о происхождении.