Фамилия Памятов — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти наверняка связано с характером или поведением, а не с профессией или именем. Её ядро — слово «память» или «памятный». Наиболее прямое объяснение: Памятом (или Памятой) в старину могли прозвать человека с отличной памятью — того, кто помнил родословную, обычаи, важные даты, либо, напротив, злопамятного. Модель образования проста: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?»), то есть Памятов — буквально «сын Памята» или «из рода Памята».

Менее вероятная, но возможная версия — происхождение от неканонического имени Памят, которое могли дать ребёнку, родившемуся в памятный день (например, после большого события или избавления от беды). В русской антропонимии такие имена-напоминания встречались, хотя и редко. Географически фамилия не привязана к одной области: носители Памятовых встречаются и в центральной России, и в Поволжье, что говорит скорее о прозвищном, а не локально-диалектном происхождении.

Словообразовательная модель с суффиксом -ят- в основе (Памят-) нестандартна. Обычно в прозвищах на -ят- (как Гулята, Белята) суффикс имел уменьшительное или ласкательное значение, что усиливает версию о личном прозвище. В словарях фамилия не фиксируется как древняя дворянская — скорее всего, она крестьянского или мещанского происхождения, возникла в XVII–XIX веках, когда прозвища закреплялись за целыми семьями.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Памятных, Памятный — показывает, что форма с суффиксом -ов самая распространённая, а вариант Памятных (типичный для северных и сибирских говоров) встречается реже. В целом, Памятов — яркий пример того, как одно человеческое качество (память) стало родовым знаком, пережившим века.