Фамилия Мамзерова — женская форма фамилии Мамзеров. В её основе лежит прозвище Мамзер, которое имеет древнюю и непростую историю. Слово «мамзер» пришло из иврита и в еврейской традиции означает ребёнка, рождённого от связи, запрещённой Галахой: например, от кровосмесительного союза или от измены жены мужу-еврею, а также от второго брака, если первый не был расторгнут по религиозному обряду. Точная этимология спорна: в книге Второзаконие «мамзер» переведён как «сын блудницы», у пророка Зхарии — как «чужое племя». Средневековые комментаторы Раши и Нахманид расходились в толкованиях: первый видел в нём «чужой народ», второй — «чужого для братьев, неизвестного происхождения».

Однако в народной еврейской лексике слово приобрело иное значение. Опираясь на мнение Иерусалимского Талмуда о том, что «большинство мамзерим — смышленые», прозвищем Мамзер нередко наделяли хитрого, изворотливого человека. Именно это бытовое значение, скорее всего, и стало основой для фамилии. Прозвище Мамзер закреплялось за человеком с такими чертами характера, а его потомки получили фамилию по отцу: Мамзеровы.

Суффикс -ов указывает на типичную русскую модель образования фамилий со значением принадлежности («чей?» — сын Мамзера). Фамилия редкая, и её география, скорее всего, связана с регионами, где в XIX веке проживали еврейские общины на территории Российской империи, особенно в черте оседлости. При переходе в русскоязычную среду прозвище, имевшее в иудаизме строгий юридический статус, утратило религиозный подтекст и закрепилось в бытовом, «характерном» значении.