Фамилия Мармулов — редкая и трудно поддающаяся однозначному толкованию. В её основе, скорее всего, лежит прозвище или мирское имя, образованное от слова «мармул» или близкого к нему диалектного варианта. Самая прямая версия отсылает к южнославянским языкам, где «мармулак» или «мармул» означает «мрамор». Если это так, то прозвище могли дать человеку с очень белой кожей, либо тому, кто работал с этим камнем — камнетесу или строителю. Однако для русской почвы такая прямая калька менее типична, поэтому стоит рассмотреть и другие пути.

Более вероятна связь с диалектным глаголом «мармулить» — в некоторых говорах это означало «медленно, невнятно говорить, бормотать» или, наоборот, «ворчать, брюзжать». Сравните с однокоренным «мармыга» — так в ряде областей называли ворчуна или брюзгу. В таком случае Мармул — прозвище человека с неспешной, негромкой речью или сварливого нрава. Суффикс -ов указывает на типичную русскую патронимическую модель: Мармулов — сын Мармула.

Менее убедительна, но встречается в любительских этимологиях версия о тюркских корнях. Слово «мармул» могло быть искажением личного имени или прозвища, занесённого в русскую среду через татарское или башкирское посредничество, но надёжных параллелей здесь нет. Географически фамилия крайне редка и встречается точечно, в основном на юге России и в Поволжье, что косвенно подтверждает её диалектное или, возможно, южнославянское происхождение, принесённое переселенцами.

Таким образом, с наибольшей вероятностью Мармулов — это потомок человека по прозвищу Мармул, которое в русской традиции означало либо ворчуна, либо медлительного говорунью. Фамилия не принадлежала к аристократическим кругам и формировалась в среде крестьян и посадских людей, где прозвища давались по поведению или внешности.