Фамилия Разномазова — один из тех редких случаев, когда прозвище, лёгшее в основу, сохранилось почти без изменений, и его значение прозрачно даже спустя столетия. Она образована от прозвища Разномаз, а то, в свою очередь, от словосочетания «разная мазь». В русских говорах «мазью» называли не только лекарственную или смазочную смесь, но и любую вязкую, пачкающую субстанцию — краску, глину, дёготь. Прозвище Разномаз могли дать либо человеку, который постоянно пачкался, работая с разными составами (маляру, кожевнику, красильщику), либо, в переносном смысле, тому, кто берётся за всё подряд, меняет занятия, «мажет разным». Второе значение оттеняет насмешливый оттенок: так могли назвать неумеху или непостоянного в делах человека.

Формант -ов в окончании указывает на стандартную русскую модель образования фамилий по отчеству: Разномазов — сын Разномаза. Женская форма Разномазова — это притяжательное прилагательное, указывающее на принадлежность к роду Разномазовых. Суффикс -ов здесь самый частотный для фамилий, образованных от прозвищ на твёрдый согласный, и не несёт дополнительной смысловой нагрузки.

С географической точки зрения фамилия редкая и, скорее всего, имеет локальное происхождение. В дореволюционных переписях она почти не встречается, что говорит о её бытовании в одной или нескольких смежных местностях. Поскольку прозвище связано с ремеслом, носители фамилии, вероятно, происходили из среды посадских людей или крестьян, занимавшихся мелким производством — красильным, сапожным или гончарным делом. В отличие от фамилий, образованных от крестильных имён (Иванов, Петров), Разномазова сразу указывает на конкретное занятие или черту характера предка.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Мазов, Мазнев, Мазилов — показывает, что основа «маз» была продуктивна в северных и центральных губерниях, где было развито кожевенное и красильное ремесло. Однако приставка «разно-» делает фамилию уникальной: по сути, это сжатая характеристика человека, которую несли в прозвище. Встречается также вариант написания с одной «з» — Разномазов, но в современном обиходе закрепилась двойная, вероятно, под влиянием слова «разный».