Фамилия Клеменова — женская форма, а вот её мужской вариант Клеменов встречается реже и звучит необычно для русского уха. Причина в суффиксе: подавляющее большинство русских фамилий на -ов образовано от основ, оканчивающихся на твёрдый согласный (Кузнец — Кузнецов, Сокол — Соколов). Здесь же основа «Клемен» — и она, скорее всего, не исконно русская, а западная или церковная.

Самая вероятная версия — происхождение от имени Клементий (латинское Clemens — «милостивый», «снисходительный»). В русской традиции это имя давали в крещении, а в быту его могли сокращать до Клемен, Клёма, Клеменя. От разговорной формы Клемен и возникла фамилия: «чей сын?» — Клеменов. То есть Клеменов — буквально «потомок Клемена». Суффикс -ов здесь работает по модели отчества, но сама основа Клемен — это нестандартная, усечённая форма, которая не закрепилась как полное имя, а бытовала в народной речи.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с фамилией Клеменовский или Клементьев. В некоторых говорах фамилии на -ов могли заменять более длинные варианты на -ский, особенно если семья переезжала и теряла дворянскую приставку. Однако для Клеменова это скорее исключение: фамилия почти не встречается в старых дворянских родословных.

Географически фамилия редкая. Основные очаги — Центральная Россия и Поволжье, но без ярко выраженного ареала. Встречается также у русских старообрядцев, которые нередко сохраняли архаичные формы имён. В современной России носительниц фамилии Клеменова больше, чем носителей Клеменов, что типично для фамилий, у которых мужская форма не прижилась из-за неблагозвучия или редкости.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Клементьев, Клеменовский, Клеменчук — показывает, что Клеменова стоит особняком: она не указывает на конкретное ремесло или место, а прямо выводит родство по имени. Предки носительницы этой фамилии, скорее всего, были крестьянами или мещанами, получившими фамилию по имени отца, деда или основателя рода. Никакой тайны или знатного происхождения за ней не стоит, но именно эта простота и делает её живым свидетельством народной традиции имянаречения.