Фамилия Мартынович образована от имени Мартын — народной формы канонического имени Мартин. В основе лежит латинское Martinus, что означает «посвящённый Марсу» или «воинственный». Суффикс -ович указывает на отчество: Мартынович буквально значит «сын Мартына». Такая модель типична для белорусской, украинской и польской традиций, где отчества с -ович/-евич закреплялись как наследственные фамилии ещё в XVI–XVII веках. В русской среде подобные фамилии чаще встречались среди духовенства и мещанства, но в целом Мартынович — характерный пример западнорусской ономастики.

Имя Мартын в старину было распространено не только в крестьянской, но и в купеческой среде. На юге и западе России, а также в Беларуси оно звучало как Мартын, Мартин или Марцін. Отсюда и многообразие родственных фамилий: Мартынов, Мартинов, Мартыненко, Мартинюк, Мартинович. Мартынович стоит особняком — суффикс -ович передаёт не просто родство, а принадлежность к определённому роду, иногда с оттенком уважения. В польской шляхетской среде такие фамилии часто носили представители мелкой знати.

Географически фамилия Мартынович наиболее плотно представлена в Беларуси (особенно в Гродненской и Минской областях), а также в западных регионах Украины и в Польше. В России она встречается реже, в основном среди потомков переселенцев из этих земель. Интересно, что в некоторых переписных книгах XVII века встречается написание «Мартинович» — через «и», что отражает церковнославянскую норму. Позже форма с «ы» закрепилась как более народная.

По социальному происхождению носители фамилии Мартынович в большинстве своём относились к крестьянам и мещанам, хотя встречались и среди казацкой старшины. В Речи Посполитой фамилия могла указывать на принадлежность к униатскому или православному духовенству: сыновей священников часто записывали по отцу с суффиксом -ович. Таким образом, за фамилией стоит не только воинственное имя, но и целый пласт истории — от границ Великого княжества Литовского до современных архивов.