Martemjanova ir krievu cilmes uzvārds, kas veidots no personvārda Martemjāns (vīriešu vārds, kas cēlies no latīņu vārda "Martianus" — "veltīts dievam Marsam"). Tas pieder pie patronīmisko uzvārdu grupas, kas norāda uz cilvēka tēva izcelsmi ("Martemjāna dēls" vai "Martemjāna meita").
Slaveni cilvēki ar šo uzvārdu:
1. Jeļena Martemjanova — Krievijas aktrise, pazīstama no seriāla "Tašentas pilsēta".
2. Vera Martemjanova — padomju un Krievijas aktrise, PSRS Tautas skatuves māksliniece.
3. Aleksandrs Martemjanovs — krievu futbolists, spēlējis vairākos Krievijas klubos.
Uzvārds sastopams galvenokārt Krievijā un bijušajās PSRS republikās.