Фамилия Жарматаев — одна из тех, где за привычным русским окончанием -ев скрывается тюркская основа, и разобраться в её происхождении можно с двух разных сторон. Словообразовательная модель проста: к прозвищу или личному имени Жарматай добавили патронимический суффикс -ев, характерный для русских фамилий. Значит, Жарматаев — это «потомок Жарматая».

Что такое Жарматай? Тут есть две версии, и обе по-своему логичны. Первая отсылает к географии. В Казахстане есть река Жарма и одноимённый посёлок городского типа на ней. С казахского «жарма» переводится как «река с глубоким руслом» — так могли назвать водоём с крутыми берегами или сильным течением. Аффикс -тай в тюркских языках часто имеет уменьшительно-ласкательное значение, то есть Жарматай — это что-то вроде «маленький с Жармы» или «жарминец». Прозвище могли дать уроженцу этих мест или тому, кто долго жил на берегах реки.

Вторая версия уводит в киргизский язык. Слово «жарма» там означает «ненасытный», «прожорливый». Если соединить его с тем же ласкательным -тай, получится Жарматай — ласковое прозвище любителя сытно и много покушать. Такие прозвища по чертам характера или привычкам в тюркской среде не редкость. Какая из версий правдоподобнее? Обе имеют право на существование, но географическая привязка выглядит чуть надёжнее: топонимические фамилии часто возникали массово, а прозвища по «ненасытности» встречаются реже и обычно не образуют устойчивых родовых имён. Впрочем, без документов XVII–XVIII веков по конкретному роду Жарматаевы утверждать наверняка нельзя.

Фамилия редкая, не входит в списки распространённых русских фамилий. Её носители, скорее всего, имеют корни в казахских или киргизских степях, а окончание -ев указывает на то, что фамилия оформлялась уже в русской административной среде — например, при переписях или записи в метрические книги.