Фамилия Куменова — женская форма от Куменов, и её разумнее всего начинать разбирать с мужского варианта. Основа здесь — Кумен, а суффикс -ов указывает на принадлежность: «чей?» — Куменов, то есть потомок или человек из семьи Кумена. Модель образования типична для русских фамилий, но сама основа неочевидна, что даёт простор для двух основных версий.

Первая и самая вероятная — прозвищное происхождение от слова «кум», то есть крёстный отец или близкий друг семьи. В диалектах известна форма «кумен» — ласкательное или уменьшительное от «кум». Фамилии с корнем «кум-» (Кумов, Куманов, Кумин) встречаются в русской ономастике, и Куменов вписывается в этот ряд. Прозвище Кумен мог получить человек, который часто становился крёстным, или же тот, кто вёл себя по-свойски, по-кумовски. Сословно это мог быть крестьянин или мещанин — фамилии на -ов в основном носили непривилегированные слои.

Вторая версия — тюркская, и её нельзя сбрасывать со счетов, особенно учитывая, что фамилия бытует в регионах Поволжья и Урала, где исторически сильны тюркские языки. В башкирском и татарском есть слово «күмән» (кумэн) — «помощь», «подмога» или «толпа», «скопление людей». В этом случае прозвище Кумен могло означать «помощник» или «человек из толпы». Однако суффикс -ов нехарактерен для исконно тюркских фамилий — он появляется только при обрусении, когда окончание добавляли к основе. Поэтому тюркская версия правдоподобна, если предки Куменовых жили в смешанной среде и фамилия оформлялась уже по русской модели.

Встречается также редкий вариант: в некоторых говорах «кумен» — это «кум» в значении «чёрт» или «леший» (эвфемизм, чтобы не называть нечистую силу прямо). Такое прозвище могли дать человеку со сложным характером или нелюдимому. Но эта гипотеза слабее: документальных подтверждений массового бытования такого значения мало, и обычно ономасты предпочитают более прозрачные объяснения.

Географически фамилия Куменова встречается в Башкортостане, Татарстане, Оренбургской и Челябинской областях, а также среди казахов (где ударение падает на второй слог: Куме́нова). В казахском языке «күмен» означает «сомнение», и фамилия могла образоваться от личного имени Күмен, которое давали ребёнку с пожеланием осторожности. Но здесь важно различать: если носитель — русский, скорее работает первая версия; если казах — вторая или третья.

Однокоренные фамилии — Куменко (украинская модель), Куменский (с суффиксом -ский, указывающим на местность), Куменцев (с суффиксом -ец, обозначающим выходца из какого-то места). По сравнению с ними Куменова — самая прямая, патронимическая форма, без дополнительных географических или сословных оттенков.