Фамилия Вязмитинова — женская форма фамилии Вязмитинов, и её разбор стоит начать с необычного суффикса. В русских фамилиях редко встречается сочетание «-итинов»: чаще мы видим «-инов» (от имён на -а, -я) или «-итинов» — единичные случаи. Это указывает на то, что основа фамилии не личное имя, а прозвище или топоним, образованные с помощью сложного суффикса, который мог означать принадлежность к группе людей или местности.

Корень «вяз-» напрямую связан либо с деревом вяз, либо с глаголом «вязать». В ономастике есть несколько версий происхождения. Первая и самая вероятная — географическая. Фамилия могла возникнуть от названия населённого пункта: например, село Вязмитино или Вязмитиново. Такие топонимы встречаются в центральной России (в частности, в Тульской и Рязанской областях). Жителей этих мест называли «вязмитинами» — по типу «туляк», «калужанин», только с местным суффиксом. Тогда Вязмитинов — это «сын вязмитина», то есть выходца из Вязмитина.

Вторая версия — прозвищная. «Вязмитин» могло означать человека, который занимался вязкой чего-либо: плёл корзины, вязал снопы или работал с лыком (материалом из вяза). В диалектах слово «вязмить» встречается редко, но логика образования прозвищ по ремеслу в русской традиции обычна. Однако здесь слабое место — отсутствие прямого слова «вязмитин» в словарях промыслов.

Третья, более спорная версия — от личного имени Вязмита, которое могло быть дохристианским прозвищем. Но имя с таким суффиксом не фиксируется в источниках, поэтому эта гипотеза маловероятна.

Фамилия Вязмитинова — редкая, сосредоточена преимущественно в центральных областях России. В дворянских родословных книгах она не значится, что указывает на крестьянское или мещанское происхождение носителей. В XIX веке Вязмитиновы встречались среди однодворцев — потомков служилых людей, живших на южных рубежах государства. Таким образом, скорее всего, фамилия закрепилась за крестьянами или мелкими служилыми людьми, переехавшими из одного села в другое и получившими прозвище по месту прежнего жительства.