Фамилия Мартиросовы происходит от армянского мужского имени Мартирос. В переводе с армянского это имя означает «мученик» или «подавляемый, убиваемый». Само же слово «азганун» (родовое имя на армянском) указывает на принадлежность к определённому клану, и Мартиросовы — как раз один из таких родов.

В русском языке фамилия получила типичный славянский суффикс -ов, который указывает на принадлежность: «сын Мартироса». Несмотря на тесные контакты Армении с Российской империей и вхождение её части в состав государства в 1878 году, фамилия Мартиросов не подверглась полной русификации и сохранила свою самобытность. Она не обрусела, не сменила окончание на более привычное русское ухо, а лишь добавила родовой патронимический суффикс.

Интересно, что в армянской традиции фамилии часто образовывались с помощью суффиксов -ян/-янц, но Мартиросовы пошли по другому пути. Это говорит о том, что предки носителей фамилии, вероятно, жили в регионах со смешанным населением или активно взаимодействовали с русской административной системой, где требовалась фамилия, понятная чиновникам. Тем не менее, основа осталась армянской, и фамилия Мартиросов представляет собой замечательный памятник письменности и культуры Закавказья, застывший на стыке двух языковых традиций.