Фамилия Потамов — редкий случай, когда основа не бросается в глаза. Если отбросить типичный русский суффикс -ов, остаётся корень «Потам». На слух он напоминает греческое «потамос» — река. В ономастике это известная модель: фамилии от названий рек давали людям, жившим на берегу или переселённым с одного водного объекта на другой. Однако в русском языке слово «потам» не закрепилось как нарицательное, поэтому версия с греческим заимствованием через церковные книги или семинарскую среду — наиболее прямая.

Вторая, более прозаичная гипотеза выводит фамилию от прозвища Потам. В южнорусских и украинских говорах «потамать» означало «медлить, мешкать», а «потамный» — неторопливый человек. В этом случае Потамов — потомок медлительного, основательного хозяина. Суффикс -ов указывает на типичную русскую патронимическую модель: чей? — Потамов, то есть сын Потама.

Географически фамилия тяготеет к югу России и Поволжью. В дореволюционных метрических книгах Потамовы встречаются в Воронежской и Саратовской губерниях, что косвенно поддерживает версию о диалектном прозвище. В дворянских родословных книгах фамилия не зафиксирована — скорее всего, её носители были крестьянами или мещанами.

Сравнение с однокоренными фамилиями показательно: Потапов — от имени Потап, Потанин — от Потаня (уменьшительное от Потап). Потамов же стоит особняком. У него нет очевидного имени-донора в святцах, что делает его «говорящей» фамилией от прозвища, а не от крестильного имени. Это её главное отличие от более частых Потаповых и Потаниных.