Фамилия Стаменова — женская форма от Стаменов, и её разумно начать с разбора мужского варианта. Основа «Стамен» восходит к болгарскому или сербскому имени Стамен, которое в свою очередь происходит от слова «стамен» — «стойкий, прочный, крепкий». В южнославянской ономастике это имя из той же группы, что и Траян, Здравко, Милан: отвлечённое положительное качество становилось личным именем, а затем и фамилией.

Модель образования типична для болгарских и македонских фамилий: суффикс -ов/-ев присоединялся к основе имени, а у женщин окончание менялось на -а. То есть Стаменов буквально значит «сын Стамена», а Стаменова — «дочь или жена Стаменова». В русском контексте эта фамилия встречается редко и почти всегда указывает на болгарские или македонские корни носителя. В России она могла появиться через браки, эмиграцию или через потомков болгар, переселившихся в XIX веке в Бессарабию и Новороссию.

Интересная деталь: в отличие от русских фамилий на -ов, которые обычно образуются от полных крестильных имён (Иванов, Петров), Стаменов образован от имени, не входящего в православные святцы. Это подчёркивает его народное, дохристианское происхождение — имя давали по желанному свойству, а не по календарю. Поэтому среди русских фамилий аналогов почти нет, зато в Болгарии Стаменовы — не редкость.

Встречается также вариант написания с одной «н» — Стамев, но это уже другая ветвь. Фамилия Стаменова не имеет отношения к слову «стамеска» (инструмент) или к тюркским корням, хотя на слух может показаться похожей. Географически чаще всего её фиксируют в западной Болгарии и в Македонии, особенно в окрестностях Софии и Благоевграда. Для носителя фамилии в России это почти всегда знак, что в роду был выходец с Балкан.