Фамилия Мемнонова — редкий случай, когда в основе лежит имя собственное из древней истории, а не славянское прозвище или профессия. Корень здесь — Мемнон. В античной мифологии Мемнон — сын богини утренней зари Эос, царь эфиопов, герой Троянской войны. Имя это в России никогда не было массовым, поэтому и фамилия встречается крайне редко.

Как она могла появиться? Вероятнее всего, её дали в духовной среде. В семинариях XIX века ученикам нередко присваивали «искусственные» фамилии по именам античных героев, библейских персонажей или по названиям церковных праздников. Сын священника, например, мог получить фамилию Мемнонов (или Мемнонский) — это был способ выделить ученика среди множества Ивановых и Петровых. Мужская форма — Мемнонов — от имени Мемнон, женская — Мемнонова — от отца или мужа.

Суффикс -ов типичен для русских фамилий, он указывает на принадлежность: «чей?» — Мемнонов, то есть «сын Мемнона» или «человек из рода Мемнона». Однако в бытовой среде имя Мемнон почти не встречалось — оно слишком книжное. Поэтому носители фамилии Мемнонова, скорее всего, потомки людей, связанных с церковью или образованием, а не крестьян или ремесленников.

Географически фамилия может быть привязана к центральным губерниям России, где располагались семинарии, но точных данных о распространении нет — она настолько редка, что в современных телефонных справочниках и базах данных насчитываются единицы носителей. Встречаются также варианты с ударением на второй слог — Мемно́нова, хотя по правилам ударение должно падать на первый: Ме́мнонова, от греческого Mémon.

В отличие от фамилий на -ин, которые часто происходят от женских имён или прозвищ на -а/-я, Мемнонова — чёткая патронимическая форма мужского имени. Если искать однокоренные, то рядом стоят Мемнонский, Мемнонов, но все они — штучный товар русской ономастики, не имеющий массовых крестьянских корней.