Фамилия Мантрова — женская форма, а её основа та же, что у мужской Мантров, который чаще всего считают вариантом фамилии Мантыров. В центре этого гнезда стоит прозвище Мантыр, и его происхождение неоднозначно, но оба варианта указывают на род занятий предка.

Первый корень — глагол «мантырить» в значении «командовать, распоряжаться». Если так, прозвище Мантыр получал человек властный, руководитель: староста, приказчик или военный командир. Второй вариант — диалектное слово «мантырь», которым на Волге называли толстую верёвку (ванту) или ложку на расшивах (речных судах). Здесь прозвище могло закрепиться за судостроителем, матросом или портным, работавшим с парусиной и снастями. Спор между этими версиями неразрешим без конкретных записей XVI–XVII веков, но обе укладываются в модель «профессионального» прозвища, которое потом перешло в фамилию.

Сама фамилия образована по стандартной русской модели: к основе Мантыр добавили суффикс -ов (в просторечии — Мантров, через упрощение «ты» в «т»), а от неё уже — женская форма Мантрова. Географически фамилия тяготеет к Поволжью и северным областям, где бытовала речная лексика. Встречается она редко, что говорит о локальном, а не массовом происхождении.