Фамилия Алемпьева — редкий случай, когда написание уводит в сторону от очевидной этимологии. Если смотреть на поверхностный разбор, можно решить, что в основе лежит географическое название Алемпий или имя Алемпий (от греч. «алеимпос» — «неутомимый»). Но это ошибка: ни того, ни другого в русском именослове не было. Настоящий корень — глагол «алеть» (становиться алым, краснеть). Суффикс -мп- здесь не морфема, а результат исторического искажения: в диалектах и при записи фамилий «алеющий» или «алеющийся» (то есть краснеющий, румяный) могли переосмыслить в «Алемпий», а затем и в фамилию Алемпьев.

По словообразовательной модели фамилия принадлежит к патронимическому типу на -ев, то есть изначально означала «сын Алемпия». Но само имя Алемпий — вторичное, книжное искажение, возникшее под влиянием редкого церковного имени Алимпий (в честь преподобного Алимпия Печерского, иконописца XI века). В народном произношении «Алимпий» часто превращалось в «Алемпий» (ср. «Олимпий» — «Алимпий»), а от него уже пошли фамилии Алемпиев, Алемпьев. Так что Алемпьева — это вариант того же корня, что и фамилии Алимпиев, Алимпьев, только с характерной для северных и сибирских говоров заменой «и» на «е».

Встречается фамилия преимущественно на Русском Севере и в Сибири — в Архангельской, Вологодской областях, а также в Забайкалье, куда её занесли переселенцы-старообрядцы. Это указывает на возможную связь предков с поморским или казачьим сословием. Носительница фамилии Алемпьева могла происходить из семьи, где ценили прозвище по внешности (краснолицый, румяный) или по занятию — красильщик тканей в красный цвет (алельщик). Вторая версия менее вероятна, но лингвистически допустима: в архангельских говорах «алельщик» — красильщик, и фамилия могла образоваться через промежуточную форму «Алемпий» как прозвище мастера.

Спорных версий здесь две, и обе слабые. Первая — что фамилия происходит от французского «alembic» (перегонный куб) и попала в Россию с учёными-аптекарями. Но ни одного документального подтверждения этому нет, а суффикс -ев указывает на исконно русскую модель, а не на заимствованную основу. Вторая — что Алемпьева — искажённая форма от «Елисеев» (через «Алисеев»), но это натяжка: в фамилии нет ни звукового, ни морфемного сходства.

Таким образом, фамилия Алемпьева — это народное переосмысление церковного имени Алимпий, закреплённое в написании через «е» и с редким сочетанием «мп», которое и делает её непохожей на более частые Алимпиевы. Предки носительницы этой фамилии с большой вероятностью жили на севере или в Сибири, а прозвище, от которого пошла фамилия, могло относиться либо к цвету лица, либо к ремеслу красильщика.