Фамилия Нематолв — редкая и неочевидная для русского уха. С первого взгляда её можно принять за искажённую запись фамилии Нематов, которая восходит к арабскому имени Нимат (в персидском произношении — Немат), что значит «благо», «милость». Однако суффикс «-олв» в русской ономастике не встречается. Это наводит на мысль, что перед нами не русская фамилия, а переданная латиницей или кириллицей фамилия из другого языка, вероятнее всего — из тюркских или иранских.

Скорее всего, Нематолв — это транслитерация фамилии Nematolv или Nematollv, распространённой в Таджикистане, Узбекистане, а также у афганских таджиков и пуштунов. В этих языках основа «Немат» (благо) соединяется с компонентом «олв» — искажением от «улло» или «олла», то есть «Аллах». Таким образом, фамилия может быть усечённой формой от Нематулла или Нематолла — «благость Аллаха». В русском паспорте длинное имя-фамилия Нематулла могла сократиться до Нематолв при записи, а суффикс «-ов» в конце мог добавиться автоматически по русской модели.

Есть и другая, менее вероятная версия: если фамилия всё же русская по форме, её могли образовать от прозвища «Нематол» — человека, который «нема толв», то есть «не много толкует», «не болтлив». Но это объяснение натянуто: слово «толв» в русских говорах не зафиксировано, а глагол «толковать» никогда не давал такой основы.

Географически фамилия Нематолв встречается в основном в Средней Азии и среди выходцев оттуда в России. Носители её — люди, чьи предки носили имя Нематулла, а фамилию получили уже в советское время при паспортизации. Это типичный случай, когда длинное арабское имя-состав обрубили до удобного для документов варианта.