Фамилия Мамзов — одна из тех, где ясна словообразовательная модель, но неочевидна исходная основа. С точки зрения морфологии, перед нами типичная патронимическая фамилия на -ов, образованная от личного имени или прозвища Мамз. Суффикс -ов указывает на принадлежность: «сын Мамза» или «из рода Мамза».

Куда сложнее с корнем. В русских говорах слово «мамза» не фиксируется как распространённое, поэтому искать его значение стоит в смежных языках или в диалектной лексике. Наиболее вероятная версия — связь с тюркским корнем. В тюркских языках (татарском, башкирском, казахском) слово mamız или близкие формы могут означать «упрямый», «настойчивый», «крепкий». Прозвище Мамз могли дать человеку с твёрдым, несговорчивым характером. Эта гипотеза выглядит правдоподобной, учитывая, что множество русских фамилий на -ов образовано от тюркских прозвищ, особенно в южных и восточных регионах, где был активен контакт с тюркским населением.

Менее распространённая, но всё же возможная версия — связь с диалектным глаголом «мамзить» (медлить, мешкать) или «мамзать» (сосать, чмокать). В таком случае прозвище могло относиться к медлительному или, наоборот, капризному человеку. Однако эта версия слабее: глаголы эти редки и локальны, а прозвища от них почти не образовывались.

Географически фамилия Мамзов встречается нечасто. Основные очаги — Поволжье и Предуралье, что косвенно подтверждает тюркскую версию происхождения. В дореволюционных метрических книгах носители фамилии фиксировались в основном среди крестьян и мещан, без привязки к какому-то одному сословию. Фамилия не дворянская и не купеческая, что типично для поздних патронимов, закрепившихся в XIX веке.

В написании фамилии нет вариативности: ударение, скорее всего, падает на первый слог — Ма́мзов, хотя в разговорной речи иногда смещается на окончание. Однокоренных фамилий в русском ономастиконе практически нет, что делает Мамзовых носителями довольно редкого родового имени.