Фамилия Хамровая — редкий случай, когда женская форма фамилии закрепилась в качестве основной и передаётся по наследству. Обычно фамилии на -ая (Хамровая) и -ская указывают на происхождение от географического названия или отчества, но здесь ситуация иная. Основа «Хамр» не встречается в топонимике, а значит, мы имеем дело с прозвищем или именем.

Корень фамилии восходит к слову «хамра» или «хомра». В русских говорах «хамра» — нерасторопный, вялый человек, иногда — неряха. Однако есть и другая версия, более правдоподобная: «хамра» могло быть вариантом имени Хома (Фома), которое через украинское или белорусское произношение («Хома» → «Хамра») дало прозвище. Суффикс -ов- в основе указывает на принадлежность: Хамров — сын Хамры. А окончание -ая — это уже адаптация под женский род, характерная для южнорусских и украинских фамилий, где в быту женщину называли по мужу: «Хамровая» (жена Хамрова).

Географически фамилия тяготеет к югу России и Украине. В документах XIX века встречаются крестьяне с фамилией Хамров в Воронежской и Курской губерниях, а форма Хамровая фиксируется в списках переселенцев на Кубань. Это косвенно подтверждает, что предки могли быть выходцами из чернозёмных областей, где прозвища на -а/-я были обычны.

С точки зрения словообразования, фамилия Хамровая стоит в ряду таких же редких «женских» фамилий, как Ковалёвая, Шевцовая. Они возникали, когда женщина оставалась главой семьи (вдова) или когда переписчики фиксировали хозяйку двора по мужу. В современной России фамилия сохранилась в единичных экземплярах, что делает её ценной для генеалогии: каждый носитель — почти наверняка потомок одного корня.