Фамилия Телемахов звучит необычно для русского уха и сразу привлекает внимание. Её основа — древнегреческое имя Телемах, которое носил сын Одиссея и Пенелопы в поэмах Гомера. В переводе с греческого Телемах означает «далеко сражающийся» или «сражающийся вдали», что отсылает к сюжету «Одиссеи», где юноша отправляется на поиски отца. Таким образом, фамилия Телемахов — это не прозвище по ремеслу или внешности, а патроним, образованный от личного имени Телемах, которое в России могло быть редким календарным или, скорее, семинарским именем.

Дело в том, что в XVIII–XIX веках в духовных семинариях было принято давать будущим священникам «благозвучные» имена из античной или библейской истории, отличные от крестьянских. Телемах, наряду с Ахиллом, Гектором или Аполлоном, мог стать таким семинарским именем. От него по стандартной модели русского фамилиеобразования с помощью суффикса -ов образовали фамилию Телемахов, то есть «сын Телемаха». Семинарские корни — самая вероятная версия, потому что в крестьянской или купеческой среде античные имена почти не встречались.

Вторая, менее распространённая гипотеза предполагает, что Телемахов могло быть искусственной фамилией, данной в духовном училище не от имени, а от самого греческого слова — как символ учёности или намёк на характер человека. Однако такая практика встречалась реже. Географически фамилия не привязана к конкретному региону, но в дореволюционных записях изредка встречается среди духовенства центральных губерний России — например, в Тверской или Ярославской.

Поскольку носителей фамилии крайне мало, о сословном составе или известных исторических персонах с такой фамилией данных нет. Это редкий случай, когда фамилия — почти прямой мостик к античной литературе и истории русского образования, а не к бытовому прозвищу.