Фамилия Ромбова — редкий случай, когда основа слова не имеет очевидной связи с русским языком. В отличие от большинства фамилий на -ов/-ев, образованных от прозвищ или профессий, здесь в основе лежит слово «ромб» — геометрическая фигура. Это сразу наводит на мысль о книжном, искусственном происхождении: фамилию могли дать в духовной или учебной среде, где ценились необычные, «учёные» прозвища. В русских говорах слово «ромб» не было бытовым, поэтому крестьянское прозвище с таким значением маловероятно.

Вероятнее всего, фамилия Ромбова — семинарская. В XVIII–XIX веках в духовных училищах и семинариях ученикам нередко присваивали фамилии по названиям геометрических фигур, растений, камней или мифологических существ. Это делали, чтобы отличить одного Иванова от другого, или просто из прихоти наставников. Так появились фамилии Треугольников, Квадратов, Параллелограммов. Ромбова, скорее всего, женская форма от Ромбов — то есть либо дочь, либо жена человека, носившего такую фамилию.

Мужская форма Ромбов могла быть образована от прозвища Ромб, которое дали человеку с какой-то характерной чертой: например, с квадратным или широким лицом, угловатой фигурой или даже любовью к геометрии. Но и в этом случае прозвище оставалось бы книжным, а не народным. В говорах для описания подобных черт использовали более простые слова — «квадрат», «угол», «куб» — но не «ромб».

География фамилии сегодня размыта. По открытым данным, носители фамилии Ромбова встречаются в основном в городах Центральной России и на Урале, но численность её крайне мала. Это подтверждает версию об искусственном происхождении: такие фамилии не передавались в крестьянской среде массово, а оставались в семьях духовенства или разночинцев.

Альтернативная версия — связь с немецкой или еврейской фамилией Romb (Ромб), которая могла быть русифицирована добавлением -ов/а. Но в таком случае исходное значение было бы другим: немецкое Romb может восходить к личному имени или топониму. Однако для русской фамилии Ромбова эта версия менее вероятна, поскольку написание и звучание полностью совпадают с геометрическим термином, а в семинарской среде такие совпадения были нормой.