Фамилия Афрамеев — один из примеров того, как церковное имя обрастало народными чертами и закреплялось в русском быту. В её основе лежит крестильное имя Ефрем, восходящее к древнееврейскому «Эфраим» — «плодовитый», «удвоенный». В народной речи имя Ефрем часто произносили как Афрем: для северных и южных говоров была характерна замена начального «е» на «а» — явление, известное как аканье, которое проникало и на письмо. От формы Афрем с помощью притяжательного суффикса -еев (вариант -ев после мягкого согласного) и появилась фамилия: сначала Афремеев, а затем, с упрощением стечения гласных, — Афрамеев.

Словообразовательная модель здесь прозрачна: суффикс -еев указывает на принадлежность к отцу или главе семьи. Буквально Афрамеев означает «сын Афрема» (или «внук»). Это типичная русская патронимическая фамилия, закреплённая в форме родительного падежа. Встречаются и однокоренные варианты: Афремов, Афромеев, а также более редкий Афрамеев с ударением на второй слог — все они восходят к тому же народному имени Афрем.

Географически фамилия тяготеет к центральным и южнорусским областям, где аканье было нормой письменной речи. В дореволюционных метрических книгах её можно встретить в Воронежской, Тамбовской и Курской губерниях. Сословно носители фамилии чаще всего были крестьянами или мещанами: фамилии на -еев среди дворянства встречаются реже, поскольку дворянские роды предпочитали формы на -ов/-ев от полных церковных имён.

Спорных версий происхождения у Афрамеева практически нет. Единственное, что может сбить с толку, — возможная связь с тюркским корнем «афра» (в значении «белый» или «чистый»). Но для этого нет ни фонетических, ни исторических оснований: фамилия с самого начала бытовала в русской среде и не имеет параллелей в татарских или башкирских ономастиконах. Самый надёжный ответ — от имени Ефрем через народную форму Афрем, с последующей адаптацией под нормы русского письма.