Фамилия Клумёнова — редкий случай, когда в основе лежит не имя, не профессия и не географическое название, а, скорее всего, слово, связанное с внешностью или характером. В отличие от распространённых фамилий на -ов/-ев, образованных от крестильных имён (Иванов, Петров), эта фамилия явно прозвищная.

Корень здесь — «клум» или «клумёна». В русских говорах слово «клум» или «клумый» означало «неуклюжий», «неповоротливый», «мешковатый человек». В словаре Даля есть глагол «клумиться» — «насмехаться», «глумиться», но он даёт другое значение. Более вероятно, что прозвище Клум или Клумёна дали человеку за медлительность или неловкость. Суффикс -ён- в основе (Клумён-а) характерен для северных и северо-западных говоров: так образовывали прозвища от глагольных или качественных корней (ср. «кривёна», «гнилёна»).

Фамилия образована по стандартной модели: прозвище Клумёна → Клумёнов (чей сын?) → Клумёнова (женская форма). Притяжательный суффикс -ов указывает на то, что фамилия закрепилась в центральных и южных регионах России, а не в северных, где предпочли бы -ин. Однако сама основа «клумёна» — диалектная, что сужает географию: носители фамилии, вероятно, происходят из областей, где бытовало это слово — Владимирская, Костромская, Нижегородская губернии.

Есть и менее вероятная версия: связь с растением «клумба». Но слово «клумба» пришло в русский язык из немецкого (Klumpen — «ком») только в XVIII веке, а фамилии активнее формировались до этого времени. К тому же от «клумбы» скорее образовали бы Клумбин или Клумбов. Версия с неуклюжестью выглядит убедительнее.

Встречается также вариант написания с буквой «ё» — Клумёнова, а не Клуменова. Ударение в фамилии, судя по произношению, падает на второй слог: Клумёнова. В дореволюционных метрических книгах фамилию могли записывать как Клуменов, но в современном русском языке «ё» сохраняется, если это не искажает смысл.

Фамилия не принадлежала дворянским родам — её носители, скорее всего, были крестьянами или мещанами. Прозвище не обидное, а бытовое: так могли назвать ребёнка или взрослого за неторопливость, и это закрепилось как родовое имя. Сегодня фамилия встречается редко, в основном в Центральной России и Поволжье.