Фамилия Мармулев образована от прозвища Мармуль. В его основе лежит белорусское диалектное слово «мармула» (вариант «маўмура»), которое означает «молчун». Скорее всего, так в народе называли неразговорчивого, замкнутого человека, и это прозвище закрепилось за ним как основное именование, а затем перешло в фамилию по стандартной модели с суффиксом -ев (Мармуль + ев = Мармулев). Суффикс указывает на принадлежность: «сын Мармуля».

В русской ономастике фамилии на -ев обычно возникали от основ, оканчивающихся на мягкий согласный. Здесь основа «Мармуль» — с мягким знаком на конце, поэтому фамилия звучит как Мармулев, а не Мармулов. Это типичная восточнославянская модель, распространённая в Беларуси и на западе России.

Среди известных носителей — Михаил Глебович Мармулев (1916–1944), советский офицер, участник партизанского движения, удостоенный звания Героя Советского Союза посмертно. Его биография подтверждает, что фамилия бытовала в советский период и не была редкой в военной среде. Других широко известных однофамильцев в открытых источниках не встречается, что говорит о локальном, преимущественно крестьянском происхождении фамилии.

Таким образом, Мармулев — фамилия, прямо указывающая на характер предка: молчаливого человека из белорусской или западнорусской деревни.