Фамилия Всемудрова — редкий случай, когда прозвище не закрепилось за человеком, а было дано ему как характеристика, возможно, с иронией. В основе лежит прилагательное «всемудрый» — «премудрый», «всезнающий». В древнерусском языке слово «всемудрый» имело оттенок книжности и часто относилось к библейским персонажам (Соломон, Иисус Навин) или к святым. Перенос на человека означал либо подлинное уважение к его уму и знаниям, либо, что вероятнее, насмешку над тем, кто слишком умничал или строил из себя всезнайку.

Модель образования типична для русских фамилий: полное прилагательное + суффикс -ов. Форма Всемудров (в мужском роде) — притяжательное прилагательное, отвечающее на вопрос «чей?»: сын Всемудрого. Женская форма Всемудрова — это грамматическое окончание, указывающее на принадлежность к роду. Суффикс -ов указывает на то, что фамилия сложилась в центральных и северных регионах России, где эта модель была преобладающей, в отличие от южных и западнорусских земель, где чаще использовали -ин или -енко.

Сословный состав носителей фамилии, скорее всего, был смешанным. Прозвища с корнем «мудр» давали не только крестьянам, но и духовенству, и посадским людям. Однако именно форма «Всемудров» встречается редко: в дореволюционных метрических книгах её фиксировали в основном в Вятской и Пермской губерниях, а также среди старообрядцев. Это наводит на мысль, что фамилия могла возникнуть в среде грамотных крестьян или мелкого духовенства, где книжная лексика была в ходу.

Однокоренных фамилий много: Мудров, Мудрецов, Премудров. Но Всемудрова стоит особняком из-за приставки «все-», которая усиливает качество до предела. В русской ономастике такие «усилительные» фамилии — редкость. Сравните с Всеславин, Всеволожский — они тоже указывают на полноту свойства, но там основа — имя или место, а здесь — характеристика ума. Это делает фамилию Всемудрова почти уникальной: она не от имени, не от профессии, а от прямого, почти сказочного прозвища.