Фамилия Куртеминова — женская форма от Куртеминов, и её происхождение почти наверняка связано с тюркским миром. Основа «курт» в тюркских языках имеет два основных значения: «червь» (в том числе шелковичный) и «волк» (в некоторых диалектах, особенно у тюркских народов Сибири и Поволжья). Вторая часть, «темин» или «темир», — это хорошо известное тюркское слово «железо» (современное турецкое «demir», татарское «тимер»). Таким образом, фамилия могла сложиться из прозвища «Курт-Темир» — «Железный волк» или «Волк-железо», что звучит как героическое, воинское имя-оберег. Менее вероятно, но возможно, что «курт» здесь — это «червь», и тогда прозвище могло относиться к человеку, занимавшемуся разведением шелкопряда (в южных регионах) или имевшему какое-то отношение к кожевенному делу (черви поражают шкуры), но версия с волком выглядит более естественной для личного имени.

Модель образования фамилии — суффикс -ов, самый распространённый в русском языке, который присоединялся к тюркским основам при адаптации фамилий в русской среде. Первичная форма Куртеминов означала «сын Куртемина» (человека по прозвищу Куртеми́н). Важно отметить, что ударение, скорее всего, падает на третий слог: Куртеми́нов. В тюркских языках распространены двухосновные имена, и «Темир» в них — один из самых частых компонентов (ср. Тимур, Темирхан, Темирбулат). Соединение с «курт» встречается реже, что делает фамилию Куртеминов довольно редкой и узколокальной.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где издавна были сильны татарские, башкирские или казахские влияния, а затем проходила активная русификация населения. Носителей фамилии Куртеминов (и Куртеминова) можно встретить в Поволжье, на Урале, в Оренбургской области, а также в Западной Сибири. В дореволюционной России такие фамилии часто встречались среди государственных крестьян и казаков — сословий, активно впитывавших в себя тюркские элементы. Никаких сведений о дворянском происхождении этой фамилии нет: она из народной толщи, где прозвище, данное в быту, закреплялось за родом. В написании возможны варианты с одной буквой «н» (Куртеминов), но форма с двойной «н» (Куртеминова для женщин) — результат грамматического склонения прилагательных, а не смыслового удвоения корня.