Фамилия Мартимьянов образована от имени собственного и относится к распространенному типу русских фамилий. Основой фамилии Мартимьянов послужило церковное имя Мартин. Фамилия Мартимьянов образована от имени Мартимьян, производной формы крестильного мужского имени Мартин. Оно, в свою очередь, имеет латинское происхождение и в переводе означает «посвященный богу Марсу», «воинственный». Таким образом, потомок человека, обладающего именем Мартимьян, со временем получил фамилию Мартимьянов. О точном месте и времени возникновения фамилии Мартимьянов в настоящее время говорить сложно, поскольку процесс формирования фамилий был достаточно длительным. Тем не менее, фамилия Мартимьянов представляет собой замечательный памятник славянской письменности и культуры.