Фамилия Улманова — женская форма, образованная от мужской Улманов. С точки зрения модели, это типичная русская фамилия с суффиксом -ов, который указывает на принадлежность: Улманов — сын Улмана. Основа здесь — личное имя или прозвище Улман, что сразу выводит нас за пределы славянского именника.

Самое вероятное объяснение — тюркское происхождение. Имя Улман (варианты — Ульман, Улман) восходит к арабскому «ульман» (учёный, знающий) или к тюркскому корню «ул» (основа, сын) с аффиксом -ман, образующим имена. В татарской, башкирской и казахской среде имя Улман встречалось как личное, реже как прозвище для человека книжного склада или старшего в роду. Фамилия Улманов, соответственно, фиксирует потомка такого Улмана.

Есть и менее распространённая версия — связь с немецкой фамилией Ullmann (через прибалтийских немцев или колонистов Поволжья). В этом случае корень — немецкое «Ullmann» (человек из рода Улло, либо от «Ulle» — сова, прозвище для ночного сторожа). Но для фамилии Улманова, особенно с окончанием -ова, тюркский путь выглядит естественнее: он объясняет и распространённость в регионах с татарским и башкирским населением (Татарстан, Башкортостан, Оренбуржье), и типичную для исламского мира основу.

В русских документах фамилия могла закрепиться через крещёных татар или через смешанные браки, когда к тюркской основе добавили русский суффикс. Встречаются и варианты написания — Ульманова, с мягким знаком, что отражает диалектное произношение. Носители фамилии — в основном женщины, так как мужская форма Улманов фиксируется реже, но по той же модели.

Географически фамилия не массовая, но стабильно встречается в Поволжье и на Урале. В метрических книгах XIX века Улмановы записаны как крестьяне и мещане, реже — как купцы. Сословной привязки нет: фамилия могла принадлежать и мулле, и ремесленнику, всё зависело от конкретного Улмана-родоначальника.