Фамилия Мертешова образована от мужского имени Мертеш, которое в свою очередь восходит к тюркскому личному имени или прозвищу. Скорее всего, в основе лежит карачаево-балкарское или кумыкское слово «мерт» — «сильный, могучий, мужественный» (в тюркских языках встречаются варианты «мерт», «мерд» со значением «мужчина, храбрец»). Суффикс «-еш» мог быть уменьшительно-ласкательным или указывать на принадлежность к роду. Таким образом, Мертеш — это человек, которого прозвали «крепким», «удалым» или «настоящим мужчиной».

Фамилия закрепилась в форме притяжательного прилагательного с суффиксом «-ов», что типично для русской фамильной модели, но указывает на иноязычную основу. Окончание «-а» говорит о женской форме фамилии (Мертешова), мужская же — Мертешов. Фамилия редкая, её географическое бытование сосредоточено в регионах Северного Кавказа — в Кабардино-Балкарии, Карачаево-Черкесии и Ставропольском крае. Встречается она и у русских, но как наследие межэтнических браков или результат русификации тюркских фамилий в XIX–XX веках.

Интересная деталь: в отличие от большинства русских фамилий на «-ов», у которых основа — полное или уменьшительное крестильное имя, Мертешов стоит особняком. Его корень — не церковное имя, а тюркское прозвище, которое на русской почве сохранило исходное звучание почти без изменений. Это говорит о том, что предки носителей фамилии были, вероятно, из тюркоязычной среды — горцев, казаков или переселенцев, а сама фамилия оформилась уже в русскоязычной среде, когда прозвище Мертеш стало передаваться по наследству как родовое имя.

Встречаются варианты написания через «ё» — Мертёшов, но они единичны и, скорее всего, возникли из-за ошибок в документах. Ударение в фамилии падает на второй слог: Мерте́шова.