Фамилия Мартистов — редкая и с первого взгляда может показаться книжной или искусственной, но её корни уходят в народную речь. В основе лежит имя Мартис — разговорная форма от крестильного имени Мартин (от латинского Martinus — «посвящённый Марсу» или «маленький Марс»). Уменьшительно-ласкательные варианты вроде Мартис, Мартя, Мартуся были обычны в быту, особенно в южных и западных губерниях России.

Главная особенность — суффикс -ов, который в данном случае стоит не на своём привычном месте. Если бы фамилия образовалась напрямую от имени Мартин, мы бы получили Мартинов. Здесь же сначала появилось прозвище или неканоническое имя Мартист, а уже от него — фамилия Мартистов. Что означал суффикс -ист? В русской ономастике он редок и чаще всего указывает на человека, склонного к чему-либо или приверженного какому-то качеству. Сравните: хвастун — хвастистый, речистый. Мартист могло быть прозвищем человека, который постоянно поминал святого Мартина или отличался особой набожностью в день его памяти.

Вторая, менее вероятная версия связывает фамилию с греческим словом «мартис» (μάρτυς — свидетель, мученик). В этом случае Мартист — человек, имеющий отношение к мученичеству, возможно, церковный чтец или причетник, читавший жития мучеников. Но для русского быта такое прямое заимствование из греческого без посредничества церковнославянского текста маловероятно: скорее, это случайное созвучие.

Социально фамилия Мартистов могла принадлежать и крестьянину, и священнику: прозвищная модель с суффиксом -ист не была закреплена за каким-то одним сословием. Географически она встречается разрозненно, без явного гнезда, что подтверждает её прозвищное происхождение: где-то в XIX веке одного Мартиста прозвали, и его дети стали Мартистовыми. Фамилия не вошла в массовые списки, поэтому её носители — потомки какого-то одного или нескольких локальных родов, а не целой крестьянской волости.