Фамилия Валентинова — женская форма, парная к мужской Валентинов. Её основа — каноническое крестильное имя Валентин, которое пришло в русскую культуру из латыни. Латинское valens переводится как «сильный, крепкий, здоровый». Имя давали в честь нескольких раннехристианских святых, среди которых особенно известен святой мученик Валент, или Валентин, диакон Елийской церкви. Источники описывают его как человека преклонного возраста, глубоко знавшего Священное Писание — эта деталь показывает, что имя с самого начала ассоциировалось не просто с физической силой, но и с духовной стойкостью.

Модель образования фамилии — типичная для русской аристократии и духовенства: суффикс -ов/-ев, присоединённый к полной форме имени. В простонародной среде чаще бытовали усечённые формы вроде Валентич или Валя, но полное имя в основе фамилии указывает на то, что её носитель, скорее всего, принадлежал к привилегированному сословию — дворянству или купечеству. В крестьянской среде такие «полные» фамилии на -ов от редких имён встречались реже, обычно их давали после отмены крепостного права, но Валентиновы могли носить фамилию и раньше.

Интересно, что фамилия Валентинова встречается в двух вариантах ударения: на второй слог (Валенти́нова) и на третий (Валентино́ва). Первый вариант — более старый, книжный, характерный для образованных слоёв. Второй — результат обрусевшего произношения, когда ударение сместилось по аналогии с фамилиями на -ино́в. Географически фамилия чаще фиксируется в центральных губерниях России, особенно в Московской и Тверской, что подтверждает её связь с городским и поместным дворянством.