Фамилия Харламоа — редкий случай, когда написание подсказывает больше, чем звучание. В ней отчётливо видна основа Харлам- и окончание -оа, которое выбивается из привычного ряда русских фамильных суффиксов. Если бы перед нами была фамилия Харламов, всё было бы прозрачно: отчество от крестильного имени Харлампий (в народной форме Харлам). Но -оа вместо -ов — это либо опечатка, закрепившаяся в документах, либо след нерусского, скорее всего украинского или молдавского, влияния. В украинской ономастике встречаются фамилии на -оа, образованные по модели румынского или молдавского языка, где такой суффикс указывает на принадлежность. Однако для русского уха это звучит как искажение, и большинство носителей такой фамилии, вероятно, столкнулись с тем, что её постоянно исправляют на «правильную» — Харламов.

Само имя Харлампий (греч. Χαράλαμπος — «сияющий радостью») в просторечии сокращалось до Харлам. На Руси оно было распространено в основном в крестьянской и мещанской среде, особенно на юге и в центральных губерниях. Поэтому предок-основатель фамилии с высокой вероятностью был простым человеком, которого в быту звали Харлам, а его дети пошли по отцу: «чей?» — Харламов. Фамилия Харламоа могла возникнуть, если при переписи или в церковной книге писарь, привыкший к местному говору, записал окончание на слух — как «акающий» вариант.

Других версий происхождения у этой фамилии нет. Связь с греческим «хартия» (бумага) или тюркским «харла» (чернеть) — натяжки, которые не подтверждаются ни словообразованием, ни географией бытования фамилии. Если вы встретили носителя фамилии Харламоа, скорее всего, его предки жили на стыке русских и украинских земель, где фамилии часто записывали «как слышали», а не по строгим правилам.