Фамилия Мартяшева образована от имени Мартяша — просторечной, народной формы канонического имени Мартин. В основе этого имени лежит латинское слово «мартиус», то есть «посвященный Марсу; воинственный». Такое уменьшительно-разговорное звучание (Мартяша вместо Мартин) — характерная примета бытовой русской ономастики, где полное церковное имя в крестьянской и рабочей среде часто заменяли более коротким и привычным для повседневного обихода вариантом.

Модель образования фамилии проста: к основе Мартяш- добавили суффикс -ев-, указывающий на принадлежность («чей?» — Мартяшев сын). Со временем фамилия закрепилась в форме женского рода Мартяшева, хотя исторически родоначальником был мужчина по имени Мартяш. Суффикс -ев-, а не -ов-, говорит о том, что основа оканчивалась на мягкий или шипящий согласный (в данном случае на «ш»). Это типичная модель для русских фамилий, возникших в среде, где редко пользовались полным именем.

Скорее всего, основатель рода Мартяшевых происходил из рабочих или крестьян — именно в этих сословиях имя Мартин, известное по святцам, чаще всего переделывали в просторечные формы. Фамилия не указывает на дворянское происхождение или принадлежность к духовенству: в среде священников и знати предпочитали книжные варианты вроде Мартинов. Таким образом, фамилия Мартяшева — прямой потомок обиходного имени, которое в повседневной речи звучало теплее и проще, чем его официальный латинский оригинал.