Фамилия Марторосова — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. Её основа не лежит на поверхности, и однозначного ответа, от какого слова она образована, нет. Однако словообразовательная модель подсказывает, что перед нами, скорее всего, фамилия женского рода от мужской формы Марторосов, а та, в свою очередь, построена по стандартной русской модели с суффиксом -ов.

Разбираем корень. Первая часть «Март» может быть либо формой имени Мартин (в просторечии Мартын), либо прямым указанием на месяц март. Вторая часть «орос» — самая загадочная. На русской почве она не имеет очевидного значения. Самое правдоподобное объяснение: фамилия имеет греческие корни, где «орос» (ὄρος) означает «гора». В таком случае Марторосов — это русифицированная форма греческой фамилии, например, Марторос или Марторопулос. Значение прозвища-основы могло быть «мартовский горец» или «горец, рождённый в марте». Греческие фамилии нередко оканчивались на -ос, а при переселении в Россию обрастали русскими суффиксами -ов/-ев, подстраиваясь под местную традицию.

Менее вероятная, но допустимая версия — искусственное происхождение. В семинарской среде фамилии нередко сочиняли из красивых или значимых частей. «Март» (месяц) + «орос» (гора) могли сложить в фамилию для ученика, родившегося в марте или происходившего из гористой местности. Однако греческая версия выглядит естественнее: фамилии с корнем «орос» (Оросов, Оросимов) встречаются у потомков греческих переселенцев, особенно на юге России и в Приазовье.

Географически фамилия Марторосова — штучная. В современных базах данных она встречается единично, что подтверждает её редкость и, скорее всего, узко локальное происхождение. Носители могли быть потомками греческих колонистов или обрусевших выходцев с Балкан, получивших фамилию по прозвищу, которое уже в третьем-четвёртом поколении потеряло связь с исходным языком. Суффикс -ов указывает на то, что фамилия закрепилась в русской среде не позднее XVIII–XIX веков.