Фамилия Ведмедова почти наверняка женская форма от мужской фамилии Ведмедов, а та, в свою очередь, происходит от прозвища или нецерковного имени Ведмедь. В южнорусских и украинских говорах «ведмедь» — это медведь. Так могли прозвать крупного, сильного, неуклюжего или, наоборот, добродушного человека. Прямое зооморфное прозвище — один из древнейших пластов русских фамилий, идущий ещё от дохристианских имён-оберегов.

Модель образования типична для восточнославянских фамилий: к основе на мягкий согласный (Ведмедь) добавляется патронимический суффикс -ов, указывающий на принадлежность: «чей?» — Ведмедов, то есть сын Ведмедя. Женский вариант Ведмедова — это форма родительного падежа («жена Ведмедова») или же фамилия, переданная по наследству от отца.

Важная деталь: фамилия Ведмедов (и Ведмедова) маркирует регион происхождения. В северных и центральных областях России медведя называли «медведь» (от «мед ведающий»), и фамилии Медведев — одни из самых распространённых. Форма «ведмедь» характерна для украинского, белорусского и южнорусских говоров (Курская, Воронежская, Ростовская области, Кубань). Таким образом, Ведмедова — это, по сути, диалектный «двойник» фамилии Медведев, который указывает на южное происхождение рода.

Иногда основу связывают с названием населённого пункта — например, сёл Ведмедевка или Ведмежье, но это менее вероятно: такие топонимы сами образованы от того же прозвища или животного. Встречаются и варианты написания через «е» (Ведмедова) и через «ё» (Ведмёдова), но первый вариант исторически более частотный.