Фамилия Мартынников — наглядный пример того, как в русской фамилии может соединиться древнее имя и необычная словообразовательная модель. В основе лежит крестильное имя Мартын (каноническая форма — Мартин, от латинского Martinus — «посвященный Марсу», то есть «воинственный»). Но ключевая особенность — суффикс -ник, который встречается в фамилиях гораздо реже, чем стандартные -ов или -ин.

По своей структуре Мартынников — это отчество второго порядка, «внучество». Сначала от имени Мартын образовали промежуточную форму — Мартынник (так могли называть сына Мартына или человека, связанного с ним). А затем от этого отчества возникла фамилия Мартынников, то есть «сын Мартынника». Именно суффикс -ник в основе чаще всего указывает на украинское или южнорусское происхождение фамилии: в украинской ономастике модели на -ник (и образованные от них фамилии на -ников) встречаются заметно чаще, чем в северных русских говорах.

О точном месте и времени возникновения фамилии говорить сложно — процесс становления фамилий растянулся на несколько столетий, и документальные подтверждения по конкретным ветвям Мартынниковых пока не собраны. Однако можно уверенно сказать, что носители этой фамилии — потомки человека по имени Мартын, жившего, скорее всего, на территории современной Украины или в южных русских землях. Фамилия избежала типового окончания -ов и сохранила редкий суффикс, что делает её интересным памятником славянской антропонимии.