Фамилия Мамантова — это форма женского рода от фамилии Мамантов, которая образована от полного имени Мамант. В основе лежит каноническое мужское имя Мамант (или Мамант), которое пришло на Русь из греческого языка вместе с христианством. Греческое «Мамас» или «Мамант» означает «сосущий грудь», «сосунок» — так называли младенца. В православных святцах есть святой Мамант Кесарийский, известный тем, что, по преданию, его вскормила львица. Имя было редким, но встречалось в крестьянской и купеческой среде, особенно в XIX веке.

Фамилия Мамантов (и, соответственно, Мамантова) — типичная «отчество» в форме притяжательного прилагательного: суффикс -ов указывает на принадлежность к отцу. То есть Мамантов — это «сын Маманта». Такая модель образования — самая распространённая в русских фамилиях, она охватывает примерно 60% всех русских родовых имён. Женская форма Мамантова закрепилась как фамилия для женщин и как вариант для незамужних дочерей в официальных документах.

В отличие от более частых фамилий вроде Иванов или Петров, Мамантова встречается реже, что связано с нераспространённостью самого имени. В некоторых говорах имя могли произносить как «Маман» или «Мамонт», отсюда возможна путаница с фамилией Мамонтов. Однако корень один, и разница только в огласовке: Мамант — более книжная, церковная форма, а Мамонт — народная, бытовая. Поэтому часть носителей фамилии Мамантов — это потомки тех, чьё имя в метриках записывали через «а», а часть — фонетический вариант фамилии Мамонтов, закреплённый при переписи.

Социальный состав носителей фамилии был пёстрым. Встречается она и у крестьян центральных губерний, и у мещан, и у купцов. Например, в XIX веке в Москве и Подмосковье известны купцы Мамантовы, владевшие мануфактурами. Но чаще всего фамилия указывает на то, что предок носителя — простой человек, названный редким, но звучным именем в честь святого. Единственная деталь, которая отличает эту фамилию от десятка похожих: ударение в ней почти всегда падает на второй слог (Ма́мантова), в то время как у фамилии Мамонтов ударение плавает (Мамонтов или Мамо́нтов).