Фамилия Мармозов — редкий и неочевидный случай для этимологии. Первое, что бросается в глаза: основа «мармоз» не встречается ни в русских народных говорах в значении ремесла или черты характера, ни в древнерусских именах. Самая вероятная версия — фамилия образована от прозвища, связанного с тюркскими языками. В тюркских наречиях «мармаз» или «мармоз» могло означать «упрямый», «непробиваемый» или «сварливый человек». В пользу этого говорит и типично русский суффикс принадлежности -ов, который «пришивал» к фамилии окончание, обозначавшее «сын такого-то»: Мармозов — сын Мармоза.

Менее вероятная, но лингвистически допустимая версия связывает фамилию с искажённым греческим словом «мармарос» (мрамор). В таком случае прозвище Мармоз могли дать каменотёсу или человеку с «каменным», неподвижным лицом. Однако эта гипотеза слабее: переход «р» в «з» на русской почве нехарактерен, и в документах XVII–XVIII веков следов такой фамилии у мастеровых людей не обнаружено.

Географически фамилия Мармозов тяготеет к южным и поволжским регионам России, где исторически сильны тюркские влияния. В дореволюционных переписях она изредка встречается среди однодворцев и государственных крестьян — то есть не была дворянской. Это значит, что предки носителя фамилии скорее всего были вольными землепашцами или ремесленниками, получившими прозвище от соседей за неуступчивый нрав. Никаких известных исторических личностей с такой фамилией не зафиксировано, что только подчёркивает её «народное» происхождение.