Фамилия Мамьянова — редкий пример, где географический и языковой контекст важнее, чем прозрачная славянская этимология. Скорее всего, её корни уходят в тюркские языки Северного Кавказа или Поволжья. Основа «мамьян» может восходить к тюркскому «мамай» — так называли пугало, страшилище, а в переносном смысле — человека с грозной внешностью или суровым нравом. В татарском и башкирском языках есть слово «мамый» (бабушка, старуха), но для мужской фамилии это менее вероятно. Другой вариант — связь с именем Мамья (уменьшительное от Маммат, то есть Мухаммад), распространённым у татар и ногайцев.

Суффикс «-ов» указывает на русскую модель оформления фамилии: «чей?» — Мамьянов, то есть потомок Мамьяна. Форма «Мамьянова» — женский вариант, но в исходном мужском роде фамилия склоняется как обычное притяжательное прилагательное. Встречается она преимущественно в регионах с тюркским населением: в Башкортостане, Татарстане, Оренбургской области, а также среди кавказских народов, например у кумыков или ногайцев, где фамилии на «-ов» — стандартный результат русификации в XIX–XX веках.

В русских документах фамилия могла закрепиться через запись прозвища: Мамьян — человек, которого в селе называли «мамаем» за угрюмый вид или вспыльчивость. Со временем прозвище стало фамилией, перейдя по наследству. По сословной принадлежности носители скорее всего были крестьянами или казаками, поскольку в дворянских родах такая основа не фиксируется.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Мамаев, Мамонов, Мамьянов — показывает, что все они происходят от одной тюркской основы, но разошлись в произношении и написании из-за местных диалектов. Мамьянова — более редкий вариант, сохранивший узкий гласный «я» вместо широкого «а». Это может указывать на конкретную локальную традицию, например, в башкирских говорах, где «мамьян» — адаптация арабского имени Мамдух или Маммат.