Фамилия Мернова — женская форма, а её основа, мужская фамилия Мернов, образована от прозвища или нецерковного имени Мерной. В русской ономастике это довольно редкий случай: корень «мерн-» не связан с распространёнными занятиями или чертами характера, а восходит к старинному слову «мерный», то есть «размеренный, степенный, неторопливый». Скорее всего, так называли человека спокойного, основательного, который не суетился и делал всё с расстановкой.

Словообразовательная модель здесь типична для центральной России: суффикс -ов (в женском варианте -ова) присоединялся к основе прозвища, указывая на принадлежность к роду. То есть Мерновы — это потомки человека по прозвищу Мерной. В отличие от фамилий на -ин (от основ на -а/-я), модель на -ов чаще встречалась в среде крестьян и посадских людей, а не у знати.

Встречается фамилия преимущественно в северных и центральных областях России, особенно в Архангельской, Вологодской и Костромской губерниях. Там слово «мерной» могло иметь и дополнительный оттенок: в диалектах «мерной» иногда называли человека, который занимался обмером земли или товаров — своего рода «мерщик». Впрочем, прямое указание на профессию в данном случае менее вероятно, чем характеристика поведения.

Любопытно, что однокоренных фамилий в русском языке немного. Есть Мерновы, Мерниковы (от «мерник» — сосуд для измерения), но они куда реже. Фамилия Мернова не имеет никакого отношения к слову «мерзнуть» или «мертвый» — это народная этимология, которая возникает из-за созвучия, но не подтверждается историческими данными. В документах XVII–XVIII веков фамилия фиксируется в писцовых книгах именно как прозвищная, без связи с негативными смыслами.