Фамилия Валамова — редкая и неочевидная. Её основа не связана с распространёнными славянскими корнями, и это главная подсказка для поиска. Принадлежность к женскому роду указывает на то, что перед нами форма от мужской фамилии Валамов, которая образована по стандартной русской модели с суффиксом -ов. Вопрос в том, что легло в основу: имя, прозвище или географическое название.

Наиболее вероятное объяснение — связь с карельским топонимом Валаам. Архипелаг на Ладожском озере, знаменитый Валаамский монастырь, дал прозвище «Валаам» или «Валамов» человеку, который был оттуда родом, долго там жил или имел отношение к монастырскому хозяйству. В северных и северо-западных губерниях России (Олонецкая, Новгородская, Архангельская) такие прозвища по месту жительства или службы были обычны. Суффикс -ов просто русифицировал карельское название, превратив его в фамилию. В этом случае Валамовы — потомки выходцев с Валаама.

Менее вероятная, но допустимая версия — от редкого крестильного имени Валаам (Валаамон). В святцах это имя встречается, но массовым на Руси не было, поэтому фамилия от него — скорее исключение, чем правило. Ещё одна гипотеза, которую ономасты обычно не поддерживают — от тюркского корня «вала» (друг, близкий), но для фамилии с таким чётким славянским суффиксом это выглядит искусственным.

Словообразовательная модель простая: основа Валам- + фамильный суффикс -ов. Ударение, скорее всего, падает на второй слог: Вала́мова. Встречаются варианты написания с одной «л» (Валамова), что только подтверждает связь с Валаамом — в народной речи двойные согласные часто упрощались.

Географически фамилия Валамова — редкая, сконцентрирована преимущественно на северо-западе России и в Поволжье, куда переселялись монастырские крестьяне. Социально носители могли быть как крестьянами, так и людьми духовного звания. Прямых указаний на дворянское происхождение нет.