Фамилия Мартиашвили — грузинская, построена по распространённой модели, указывающей на происхождение от конкретного человека. В её основе лежит личное имя Мартиа, которое является грузинской формой христианского имени Мартин (от латинского Martinus — «посвящённый Марсу», «воинственный»). Фамилии с компонентом -швили (в переводе с грузинского «дитя», «сын») традиционно означают принадлежность к роду: дословно Мартиашвили — «сын Мартии», то есть потомок человека по имени Мартиа. Эта словообразовательная модель (основа личного имени + -швили) — одна из самых частых в восточной Грузии, особенно в Кахетии и Картли.

В отличие от фамилий с суффиксами -дзе («сын»), которые чаще встречаются в западной Грузии (Имеретия, Гурия), и суффиксов -ури/-ули (вроде Багаури или Руставели, указывающих на происхождение из определённого рода или местности), фамилии на -швили подчёркивают прямую патронимическую связь. Мартиашвили буквально говорит: «мы из того дома, где родоначальником был Мартиа». Имя Мартиа в Грузии встречалось как среди крестьян, так и среди духовенства, поэтому фамилия не привязана к какому-то одному сословию — её могли носить и простые земледельцы, и священники, и ремесленники.

Если смотреть на региональную привязку, Мартиашвили — фамилия, типичная для восточногрузинских областей, где суффикс -швили исторически вытеснил другие формы. Встречается и однокоренная фамилия Мартиадзе — она могла возникнуть в западной Грузии от того же имени, но по другой модели. Разница между ними не смысловая, а географическая: Мартиашвили — «восточный» вариант, Мартиадзе — «западный».