Фамилия Пальминова — женская форма, а её мужской вариант — Пальминов. В основе этой фамилии лежит не имя и не профессия, а растение: пальма. Но связь не прямая, а через церковный календарь.

Дело в том, что в православных святцах есть редкое имя Пальми́н (от латинского palma — «пальма», символ победы и мученичества). Имя это давали в честь святых Пальмина и Пальминария, пострадавших за веру. От имени Пальмин легко образовалась фамилия Пальминов — по стандартной модели «чей?»: сын Пальмина, то есть Пальминов. Суффикс -ов указывает на принадлежность.

Вторая версия, менее вероятная, но возможная для южных регионов: фамилия могла возникнуть от прозвища Пальма. Так могли назвать человека за высокий рост, стройность или за то, что он привёз диковинное растение. Но в этом случае фамилия скорее была бы Пальмин (с суффиксом -ин), а не Пальминов. Поэтому версия с календарным именем Пальмин — основная.

Географически фамилия встречается нечасто, но её очаги — центральные области России и Поволжье, где церковные имена давали в крестьянской среде. В дворянских родах Пальминовых не зафиксировано — это фамилия духовного или крестьянского сословия, что типично для редких имён из святцев.

В написании «Пальминова» с мягким знаком нет ничего удивительного: так передаётся мягкость согласного в корне «Пальм-». Сравните с фамилиями Пальмов, Пальцев — все они образованы по одному принципу, но у Пальминова уникальная основа — редкое крестильное имя, а не нарицательное слово.