Фамилия Мраморнова — женская форма от Мраморнов, и её происхождение напрямую связано с камнем, но не с профессией каменотёса или скульптора, как можно было бы подумать. В русской ономастике фамилии на -ов/-ев чаще всего образовывались от прозвищ или мирских имён, а не от названий материалов. Прямое прозвище Мрамор — то есть человек, «твёрдый как мрамор», бесстрастный или, наоборот, белый и чистый лицом — маловероятно и почти не встречается в исторических источниках.

Гораздо более правдоподобна версия, что в основе лежит не сам мрамор, а топоним. В России есть несколько населённых пунктов с названием Мраморное или Мраморский — например, село Мраморское в Свердловской области, возникшее при разработке месторождений поделочного камня. Житель такого села получал прозвище Мраморный, а его потомки — фамилию Мраморновы. Суффикс -ов здесь указывает на принадлежность: «сын того, кто из Мраморного».

Ещё одна, более редкая версия связывает фамилию с иконой Божией Матери «Мраморная» — такой образ почитается в некоторых регионах, и церковное прозвище могло перейти на фамилию. Но эта гипотеза слабее, так как культ «Мраморной» иконы не был широко распространён в крестьянской среде, где фамилии чаще закреплялись по месту жительства.

Фамилия Мраморнова — редкая. В дореволюционных переписях её носители встречаются в основном на Урале и в Сибири, что косвенно подтверждает связь с уральскими мраморными карьерами. Сословно — скорее всего, потомки государственных крестьян или мастеровых, работавших на каменоломнях. Других однокоренных фамилий (Мраморный, Мраморцев) почти нет, что делает Мраморновых уникальными носителями этой основы.