Фамилия Тамонтьева — женская форма фамилии Тамонтьев, и её разбор стоит начать с суффикса, который встречается нечасто. Модель на -тьев (-тьева) образована от прозвищ или имён, оканчивающихся на -ть, и в русской ономастике это относительно редкий тип. Куда привычнее фамилии на -ов, -ев или -ин. Здесь же основа — Тамонть-, что указывает на исходное мужское прозвище или неканоническое имя Тамонть.

Самая вероятная версия происхождения основы — от имени или прозвища Тамонт (Тамонтий). Это могла быть народная форма канонического имени Дометий (от лат. Domitius — «укрощённый», «приручённый»). В русской бытовой речи греческие и латинские имена часто переделывались: Дометий через стадию Домонт превращался в Тамонт. Такая замена начального «д» на «т» — не редкость в диалектах, где глухие и звонкие согласные могли смешиваться. Таким образом, Тамонтьев — это «сын Тамонта», то есть потомок человека, которого в документах или в быту звали Тамонтом.

Менее убедительная, но возможная версия связывает фамилию с тюркским корнем «таман» (достаток, богатство) или географическим названием Тамань. Однако для фамилий на -тьев такая основа нетипична: тюркские прозвища обычно давали формы на -ов/-ев без мягкого знака. Поэтому версия с русской адаптацией имени Дометий выглядит правдоподобнее.

Географически фамилия Тамонтьева не относится к массовым. Она встречается в основном в центральных и северных регионах России, что косвенно подтверждает её происхождение от крестильного имени: на Русском Севере и в Поволжье дольше сохранялись архаичные формы имён. Сословно носители фамилии скорее всего были крестьянами или посадскими людьми — дворянских родов с такой фамилией в родословных книгах не зафиксировано.

В написании фамилии обращает на себя внимание мягкий знак перед суффиксом: Тамонтьева, а не Тамонтева. Эта орфография указывает на то, что в основе был звук «ть» (мягкое «т»), и при образовании фамилии его сохранили. Если бы основа оканчивалась на твёрдое «т», фамилия писалась бы через -ов: Тамонтов. Разница в одну букву, но она многое говорит о произношении исходного прозвища.