Фамилия Остромоухова — женская форма от Остромоухов, и её происхождение прозрачнее, чем у многих других русских фамилий. Основа — прозвище Остромоух, которое в XVI–XVII веках давали человеку с острым слухом или, в переносном смысле, с быстрым умом, сообразительностью. Слово «моух» — древнерусский вариант «уха», сохранившийся в говорах, так что буквально Остромоух — «тот, у кого острое ухо». Второе значение — «острый на язык», проницательный, едкий в речах.

Модель образования фамилии — классическая для русского дворянства и купечества: притяжательное прилагательное с суффиксом -ов (Остромоухов) от прозвища. Окончание -а в женском варианте — грамматическая форма, указывающая на принадлежность роду Остромоуховых. Суффикс -ов типичен для фамилий, возникших в центральной России, в отличие от северных -их/-ых или украинских -енко.

Интересная деталь: фамилия почти не встречается в крестьянской среде. В метрических книгах XVIII–XIX веков Остромоуховы фигурируют как мещане, купцы и священнослужители. Это объясняется тем, что сложное прозвище из двух корней («остро» + «моух») чаще давали людям грамотным или заметным в общине — не полевым работникам, а, скажем, писарям, приказчикам или сельским старостам. В некоторых списках фамилию писали через «а» — Астромоухов, что отражает акающее произношение южных говоров.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Остроухов, Остроумов — показывает, что все они образованы по одному типу: прилагательное + часть тела или качество. Но если Остроумов явно указывает на ум, а Остроухов — на слух, то Остромоухова стоит особняком из-за архаичного «моух». Эта форма исчезла из литературного языка к XVIII веку, так что фамилия — своего рода лингвистический артефакт, сохранивший древнерусское произношение.