Фамилия Мартьянов — типичная «отчество» по модели, господствовавшей в русском именослове: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?»), а основа — личное имя. В данном случае это разговорная форма Мартьян, которая возникла от канонического крестильного имени Мартин. Латинское Martinus означает «посвящённый Марсу», то есть воинственный, но в русской бытовой среде имя быстро переосмыслили: Мартьян и Мартын звучали как одно и то же.

Интересно, что у этой фамилии есть не только «высокая» версия происхождения, но и вполне приземлённая. В народе мартыном называли чайку-рыболова — птицу крикливую и заметную. Поэтому не исключено, что в некоторых случаях фамилия образована не от крестильного имени, а от мирского прозвища Мартын, данного человеку за сходство с этой птицей (например, за голос или повадки). Такие прозвища часто закреплялись в деревнях, где церковное имя было формальностью, а бытовое имя — реальным обозначением человека.

Географически фамилия Мартьянов распространена в центральных и северных областях России, а также на Урале, что типично для фамилий, образованных от уменьшительных форм канонических имён. Встречается и вариант Мартьянов с двумя «н», но он редок и, скорее всего, возник из-за путаницы с полной формой имени Мартьян.

Коротко: предки носителя фамилии Мартьянов — это потомки человека по имени Мартьян (производное от Мартин). Кем был этот Мартьян — воинственным по имени или «чайкой» по прозвищу — теперь не установить, но оба пути ведут к одной фамилии.