Фамилия Контемиров — одна из тех, что сразу выдают тюркское происхождение. Её основа — имя или прозвище Контемир, которое в русской письменности закрепилось в форме «Кантемир» или «Контемир». В основе лежит тюркское сочетание «кан» (хан, правитель, кровь) и «темир» (железо). Таким образом, Контемир — это «хан-железо» или «правитель, крепкий как железо». Имя было известно в тюркских и татарских родах, а позже попало в русские фамилии через служилых татар и выходцев из Орды.

Суффикс -ов указывает на стандартную русскую патронимическую модель: Контемиров — сын Контемира. Такая схема образования фамилий была основной для нерусских по происхождению родов, которые переходили на русскую фамильную систему в XV–XVII веках. В отличие от фамилий на -ин, которые чаще образовывались от основ на -а/-я, форма на -ов здесь закономерна: основа Контемир твёрдая, мужского рода.

Стоит оговорить путаницу с известным молдавским родом Кантемиров. Молдавский князь Дмитрий Кантемир (XVII–XVIII века) носил фамилию, восходящую к тому же тюркскому корню, но в молдавской передаче. Русская фамилия Контемиров, скорее всего, не связана с этим княжеским родом напрямую — это независимая фамилия, возникшая у татарских или башкирских служилых людей, которые могли получить её по имени предка, не имевшего отношения к молдавской знати.

Географически фамилия Контемиров встречается в Поволжье, на Урале и в Оренбургской области — в регионах, где исторически жили татары и башкиры, переходившие на русскую фамильную систему. Встречается и у русских, но почти всегда указывает на тюркские корни в родословной. Встречаются и варианты написания с «а» — Кантемиров, что ближе к исходному тюркскому произношению. Разница в первой гласной могла возникнуть из-за акающего произношения (Контемир через «о» — результат русской адаптации).

Фамилия редкая, не массовая, что говорит о её происхождении от конкретного лица, а не от целого сословия или профессии. Предки современных Контемировых, скорее всего, были служилыми людьми — татарскими мурзами или казаками, которые несли военную службу и за это получали поместья. Никаких других версий, кроме тюркской, у фамилии нет — попытки связать её со славянскими корнями (например, от слова «конь» или «темир» как искажённого «темя») лингвистически несостоятельны.