Фамилия Мартянов — один из тех редких случаев, когда народная фонетика взяла верх над книжным написанием. В основе лежит крестильное имя Мартин (от латинского Martinus — «посвящённый Марсу», богу войны). Однако в русских говорах имя Мартин часто произносили как «Мартян»: смена «и» на «я» (аканье и яканье) — обычное дело для южнорусских и среднерусских диалектов. От этой обиходной формы и пошла фамилия: Мартян + типичный русский суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Мартяна).

Интересно, что фамилия Мартянов встречается реже, чем её «литературный» двойник — Мартынов. Это говорит о том, что предки носителей фамилии происходили из мест, где письменная традиция была слабой, а имя записывали на слух. В метрических книгах XVIII–XIX веков можно найти оба варианта даже в одной семье: священник мог записать «Мартынов», а в ревизской сказке — «Мартянов». Такая вариативность — живое свидетельство того, что фамилия формировалась не в канцелярии, а в быту.

По суффиксу -ов фамилия относится к самым массовым, «великорусским» моделям. Она не указывает на дворянское или купеческое происхождение — скорее всего, предки были крестьянами или мещанами. Географически фамилия тяготеет к центральным и южным губерниям: Тульской, Рязанской, Орловской, Курской. Там яканье было нормой, и имя «Мартян» звучало привычно.

Есть и более редкая версия: в некоторых говорах «Мартян» могло быть прозвищем от слова «март» — так называли человека, родившегося в марте или обладающего «мартовским» характером (переменчивым, порывистым). Но эта гипотеза слабее, так как прозвища от названий месяцев обычно оформлялись иначе (Мартов, Мартюхин). Основной и надёжный путь — от канонического имени Мартин через его народную форму.