Фамилия Телемакова — один из тех редких случаев, когда в основе лежит не славянское имя или прозвище, а книжное, античное. Она образована от мужского имени Телемак, которое восходит к древнегреческому мифу: Телемах — сын Одиссея и Пенелопы. В Россию это имя попало через церковные святцы, хотя и не было широко распространено. В простонародье его могли давать в память о святом мученике Телемахе (IV век), но чаще оно встречалось в среде духовенства и образованных горожан, любивших классическую образованность.

Суффикс -ов указывает на типичную русскую модель образования фамилий: Телемакова — «дочь (или жена) Телемака». То есть первым носителем фамилии был человек по имени Телемак, а его потомков или домочадцев стали называть Телемаковыми. Поскольку имя редкое, фамилия тоже нечастотная. Она могла возникнуть в семинарской среде, где ученикам нередко давали «благозвучные» имена из античной истории или мифологии, либо в купеческой или дворянской семье, где ценили необычные имена.

Географически фамилия встречается разрозненно, без выраженного очага. Её можно найти в центральных областях России и в Поволжье, но везде — единичными случаями. Это объясняется тем, что имя Телемак так и не стало массовым, а фамилия не успела «размножиться» в крестьянской среде, где преобладали более привычные имена.

Есть и менее вероятная версия: что основа не греческая, а тюркская или финно-угорская, где «телемак» могло быть местным прозвищем. Но доказательств этому нет, а прямое заимствование из античной культуры выглядит убедительнее. Так что носительницы фамилии Телемакова могут с уверенностью связывать своё происхождение с именем героя «Одиссеи» или раннехристианского мученика — оба варианта дают фамилии глубину и необычную историю.