Фамилия Немчанова — женская форма от Немчанов, и её разбор стоит начать не с корня, а с необычного суффиксального оформления. В русских фамилиях на -ов/-ев и -ин преобладают модели «чей?» (Иванов — сын Ивана) и «чей по происхождению?» (Пушкин — от прозвища Пушка). Фамилия Немчанов формально образована с помощью суффикса -ан- (-ян-) и фамильного -ов, что встречается реже. Такая модель характерна для фамилий, произведённых от прозвищ или названий жителей местности, где суффикс -ан-/-ян- указывал на принадлежность к группе или роду (ср. Ростовцев — от ростовец, житель Ростова). В основе здесь лежит слово «немец» в его древнерусском значении.

В древнерусском языке «немчин» (или «немец») — это не только житель Германии, но вообще любой иностранец, говоривший на непонятном, «немом» языке. Прозвище Немчин давали человеку, который либо был чужеземцем, либо, что чаще, отличался неразговорчивостью, молчаливостью — в бытовой среде это был распространённый способ охарактеризовать замкнутого или нелюдимого человека. От прозвища Немчин по модели «чей сын?» образовалась фамилия Немчинов (с суффиксом -ин), а Немчанов — это вариант с суффиксом -ан-: Немчан означало «сын немчина» или «тот, кто из рода Немчиных». То есть Немчанов — это не прямая производная от «немца», а вторичная форма, отчество от уменьшительного или патронимического прозвища Немчан.

Географически фамилия Немчанов тяготеет к южным и центральным регионам России, особенно к Рязанской, Тамбовской и Воронежской областям, где были сильны диалектные формы на -ан. Это отличает её от более распространённой Немчинов, которая встречается шире, в том числе в северных и сибирских областях. В документах XVII века встречаются крестьяне и посадские люди с прозвищем Немчин, но фамилия Немчанов в письменных источниках фиксируется позже, в XVIII–XIX веках, в переписных книгах однодворцев — особого сословия, сочетавшего черты крестьян и мелких служилых людей. Однодворцы часто носили фамилии, образованные от прозвищ, и Немчанов могла быть одной из них.

Спорных версий здесь немного. Иногда фамилию пытаются связать с топонимом Немча (гипотетическое название реки или села), но такая гипотеза не подкреплена реальными географическими названиями. Правдоподобнее — именно прозвищное происхождение, через цепочку: немец → Немчин → Немчан → Немчанов. Таким образом, предок носителя фамилии мог быть либо молчаливым человеком, либо выходцем из чужих земель, но скорее всего — потомком того, кого в деревне прозвали «немчином» за неразговорчивость.