Фамилия Змарзлова — редкая и неочевидная по звучанию, и её происхождение не лежит на поверхности. Чтобы понять её, нужно разобрать словообразовательную модель и отбросить первое впечатление. Основа здесь — «змарзл-», а суффикс «-ов» указывает на типичную русскую фамилию, образованную от прозвища или прилагательного. Сама основа, скорее всего, восходит к глаголу «замерзать» в диалектной или просторечной форме «змарзнуть» (с приставкой с- или з-). Прозвище Змарзлый могли дать человеку, который был очень зябким, постоянно мёрз, или, напротив, тому, кто работал на холоде — например, зимой на открытом воздухе, на реке или в лесу. В северных и сибирских говорах слово «змарзлый» могло означать «промёрзший насквозь», «окоченевший», и такое прозвище часто прилипало к людям с характерной бледностью или к тем, кто вёл промысел в суровых условиях.

Есть и другая, менее вероятная версия: основа могла быть связана с диалектным «зморозить» в значении «сбить с толку», «одурачить», но она не подкрепляется типичной моделью фамилий на «-злый» (сравните: «замерзлый» — естественное прилагательное, а «змарзлый» — его фонетический вариант). Суффикс «-ов» в фамилии Змарзлова говорит о том, что её носители — потомки человека по прозвищу Змарзлый, и в большинстве случаев такие фамилии закрепились в крестьянской среде, где прозвища давали по внешним признакам или поведению. Географически фамилия могла возникнуть в регионах с суровым климатом — на Русском Севере, Урале или в Сибири, где слово «змарзлый» было в ходу. Встречаемость её крайне низкая, что делает её своеобразным маркером: предки носителей, скорее всего, жили в замкнутых общинах, где прозвище передавалось по наследству.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями — например, Замерзлов или Мерзлов, — то Змарзлова выделяется приставкой «з-», которая в диалектах могла заменять «за-» (сравните: «замёрзнуть» и «змёрзнуть»). Это не ошибка в написании, а живая народная речь, зафиксированная в фамилии. Таким образом, Змарзлова — это не про «злой» или «марзлый», а про холод и стойкость: предок, вероятно, был человеком, который не боялся мороза или, наоборот, постоянно от него страдал, и это стало его отличительной чертой.