Фамилия Вармахова — женская форма, а её основа, мужская фамилия Вармахов, встречается редко. В ней сразу бросается в глаза нетипичное сочетание «варм». В русской ономастике это почти всегда указывает на заимствованную основу, причём не из тюркских языков (где чаще встречается «вар» в значении «есть, имеется»), а из германских или балтийских. Самый прямой путь — немецкое «warm» (тёплый) или его производные. В России XVIII–XIX веков немало немцев-колонистов и мастеровых оседало в Поволжье, Прибалтике и Петербурге, и их фамилии нередко русифицировали, добавляя суффиксы -ов/-ев. Вармахов могло возникнуть от прозвища Вармах — «тёплый, добрый человек» или, иронично, «тот, кто любит тепло, не выносит холода».

Вторая версия, менее вероятная, но не исключённая, — связь с балтийским корнем. В литовском и латышском есть слово «varmas» (в значении «зной, жара»), и фамилия могла попасть в русский язык через белорусские или смоленские говоры, где балтизмы не редкость. Однако суффикс -ов указывает на более позднюю, «великорусскую» модель оформления, что делает германское происхождение предпочтительнее.

География фамилии сегодня размыта. По данным открытых источников, носители Вармаховых встречаются в центральной России и на Урале — это косвенно подтверждает версию о переселенцах: немцы-ремесленники в XIX веке двигались вглубь страны, а их потомки со временем рассеялись.

Что касается суффикса -ов, он стандартно указывает на принадлежность («чей?» — сын Вармаха). В отличие от фамилий на -ин, где основа часто оканчивается на -а/-я, здесь мы видим типичную патронимическую модель для основ на твёрдый согласный. Таким образом, Вармахов — это не топонимическая фамилия (от названия деревни), а личная, по прозвищу предка. Исходное прозвище Вармах, скорее всего, давалось человеку с мягким, «тёплым» характером или, наоборот, в насмешку над зябкостью.

Сословная принадлежность предков неясна. Фамилия не встречается в списках дворянских родов, что типично для поздних крестьянских или мещанских фамилий, возникших после отмены крепостного права. Вармаховы могли быть государственными крестьянами, мастеровыми или мелкими служащими, получившими фамилию при переписи.