Фамилия Пестряма — один из тех редких случаев, когда географическое бытование подсказывает разгадку надёжнее, чем прямое значение корня. Носители этой фамилии встречаются почти исключительно в Нижегородской области и соседних регионах Поволжья. Эта привязка — ключ к пониманию: скорее всего, перед нами не прозвище, а фамилия, образованная от местного названия.

Самый вероятный источник — река или населённый пункт Пестряма. В Нижегородской области протекает река Пестряма, впадающая в Пьяну. Название реки, по всей видимости, финно-угорского происхождения (мордовское или марийское), где «пестря» могло означать «пёстрый», «рябой», а «ма» — «земля», «вода». Первые носители фамилии — это люди, переселившиеся с берегов этой реки или из деревни с таким же именем. Суффикса в фамилии нет: она застыла в форме исходного топонима.

Версия о прямом прозвище «Пестряма» от слова «пёстрый» менее убедительна. Для прозвищ по внешности русский язык использует более привычные формы — Пестряк, Пестрый, Пестрецов. Форма на -ама для личного прозвища нетипична и звучит как чужеродное заимствование, что как раз и указывает на топонимическое происхождение.

Фамилия недворянская, без суффикса -ский, что говорит о крестьянском или посадском корне. Фактически она выполняла роль указателя на родину: «Иван с Пестрямы». Со временем это указание закрепилось как фамильное имя. Встречаются варианты написания Пестрямов — с искусственно добавленным окончанием -ов, когда переписчики «подгоняли» необычную фамилию под привычную модель. Но исходная, более древняя форма — именно Пестряма.