Фамилия Маментьев, на первый взгляд, кажется производной от редкого имени или прозвища. Её основа — «Маментий» — не встречается в церковных святцах, что сразу указывает на мирское, неканоническое происхождение. Скорее всего, перед нами вариант древнерусского имени Мамонт или Мамонтий, которое на Руси давали независимо от святого Маманта (греческое «Мáмас» означало «сосущий грудь»). В народном произношении «Маментий» — это результат перестановки или упрощения звуков, что типично для живой речи. Суффикс «-ев» указывает на притяжательную модель: сын Маментия, то есть Маментьев.

Сложность в том, что имя Мамонт в русских говорах имело и второе значение — «мамонт» как ископаемый зверь. В Сибири и на Урале, где находили бивни и скелеты, прозвище Мамонт могли дать крупному, сильному или просто неуклюжему человеку. Не исключено, что Маментьев — это фонетическая ветвь того же прозвища, закрепившаяся в определённой местности. Версия с животным правдоподобнее, если фамилия бытует в регионах, где «мамонть» было ходовым словом для великана.

Географически фамилия редкая, её очаги — центральные области России и Поволжье. В переписных книгах XVII века можно встретить крестьян и посадских людей с именем Мамонт, но форма Маментий фиксируется реже. Это говорит о том, что фамилия возникла не в книжной среде, а в говорах, где имя упростили до более удобного произношения. Дворянских родов Маментьевых не известно — фамилия почти наверняка крестьянская или мещанская.

Словообразовательная модель здесь проста, но интересна тем, что суффикс «-ев» присоединён к основе на мягкий согласный (Маментий → Маментьев). В фамилиях на «-ев» обычно лежит ударение на основе, поэтому правильно говорить Ма́ментьев, хотя в быту встречается вариант с ударением на последний слог. Фамилия однокоренная с более частыми Мамонтовым и Мамонтовым, но сохранила уникальную архаичную огласовку, которая и отличает её от соседей по гнезду.