Фамилия Мартешов, на первый взгляд, кажется простой и понятной, но при детальном разборе подкидывает несколько загадок. Главная из них — основа «Мартеш». В русской ономастике фамилии на -ов/-ев чаще всего образуются от полных или уменьшительных форм крестильных имён, а также от прозвищ. В случае с Мартешовым мы имеем дело с суффиксом -еш-, который в дореволюционной России был характерен для обиходных, «домашних» форм имён (сравните: Иван — Иваш, Иванеш; Пётр — Петруш, Петреш). Поэтому наиболее вероятная версия: Мартеш — это производная форма от имени Мартын (латинское Martinus — «посвящённый Марсу», «воинственный»). В народном произношении имя Мартын часто утрачивало звук «ы» и давало формы вроде Мартя, Мартеха, Мартеш. Суффикс -еш- в данном случае выполнял ласкательную или просто разговорную функцию. Таким образом, Мартешов буквально означает «сын Мартеша», то есть потомок человека, которого в быту звали Мартешем (Мартыном).

Вторая версия, менее распространённая, но имеющая право на существование, связывает фамилию с географическим названием. В русских говорах слово «мартеш» могло быть местным топонимом или названием урочища. Например, в некоторых областях так называли болотистую, сырую низину, заросшую кустарником. Если предок получил прозвище Мартеш по месту жительства (например, «живущий у Мартеша»), то фамилия образовалась по той же модели. Однако эта гипотеза слабее: во-первых, слово «мартеш» в значении «болото» не является общеупотребительным и фиксируется лишь в отдельных диалектах; во-вторых, антропонимический контекст (образование от имени) для фамилий на -ов всегда первичен.

С точки зрения географии, фамилия Мартешов редкая и не имеет ярко выраженного «гнездового» расселения. Встречается она в основном в центральных и южных регионах России, а также в Поволжье. Это косвенно подтверждает версию о крестильном имени: фамилии от имени Мартын (в разных формах — Мартынов, Мартюшев, Мартянов) широко распространены именно в этих зонах. Мартешов — более редкий вариант, сохранившийся, вероятно, в отдельных крестьянских родах, где форма Мартеш закрепилась как семейное прозвище.

Интересная деталь: фамилия не имеет отношения к тюркским или кавказским корням, как может показаться из-за созвучия с именем Март (Мартын — имя латинское, христианское). В ней нет ни восточного суффикса, ни характерной для заимствований фонетики. Это чисто русская, «домашняя» фамилия, которая могла появиться в среде крестьян или посадских людей, где имя Мартын было популярно, но давало необычные уменьшительные формы. Сословная принадлежность носителей, скорее всего, была крестьянской или мещанской, так как дворянские фамилии от таких «усечённых» имён образовывались редко.