Фамилия Клеменсова — одна из тех, что на первый взгляд кажется «иностранкой», но при ближайшем рассмотрении оказывается продуктом русской языковой среды, хотя и с западными корнями. Её основа — мужское имя Клеменс, которое представляет собой латинизированную форму христианского имени Клемент (от лат. clemens — «милостивый», «снисходительный»). В русскую традицию имя попало через польское или немецкое посредничество, где форма Клеменс была распространена в католических областях. На православной почве это имя давали редко, чаще — в среде обрусевших поляков, немцев или выходцев из Прибалтики.

Сама фамилия образована по стандартной русской притяжательной модели: к основе Клеменс добавили суффикс -ов-, а окончание -а указывает на женскую форму. По сути, Клеменсова — это «жена (или дочь) Клеменса». Мужской вариант — Клеменсов — встречается чаще, но женская форма не редкость: в XIX веке её могли фиксировать у вдов, незамужних дочерей или при переписи, где глава семьи был женщиной. Если искать аналоги, то фамилия стоит в одном ряду с Клементьевой, но с той разницей, что Клементьев происходит от церковнославянской формы Клементий, а Клеменсова — от более западного, «латинского» варианта.

Географически фамилия тяготеет к западным губерниям Российской империи: Смоленской, Могилёвской, Витебской, а также к Петербургу, куда в XVIII–XIX веках активно приезжали специалисты из Европы. Среди носителей могли быть как потомки немецких колонистов, так и поляки, перешедшие в православие и получившие фамилию по имени предка. Встречается и более прозаичное объяснение: в среде духовенства иногда давали фамилии по латинским именам святых — Клеменс как раз отсылает к святому Клименту, папе римскому, почитаемому и католиками, и православными.

Ударение в фамилии плавающее. В центральной России чаще говорят Клеменсо́ва, но в среде потомков поляков или немцев может сохраняться ударение на первый слог — Кле́менсова. Второй вариант ближе к исходному произношению имени, первый — результат адаптации под русскую ритмику.

С точки зрения социального статуса, фамилия не была крестьянской в массовом порядке. Скорее всего, её носили мещане, купцы, военные или чиновники невысокого ранга — те, кто имел контакты с западной культурой. В советское время фамилия не исчезла, но стала реже: её носители часто меняли написание на более привычное Клементьева или русифицировали в Клеменова. Сегодня Клеменсова — редкая фамилия, и её обладатель почти наверняка может проследить свои корни до конкретного предка по имени Клеменс, жившего в XIX веке.