Фамилия Артемеева — женская форма фамилии Артемеев, а её основа мужская — Артемеев. С первого взгляда кажется, что перед нами типичная фамилия от имени Артем, но здесь работает редкая и неочевидная словообразовательная модель. Если бы фамилия произошла напрямую от канонического имени Артемий (в народе — Артём), мы бы получили Артемьев или Артёмов. Артемеев же указывает на другую, менее распространённую форму того же имени — Арте́мей.

Имя Артемей (с ударением на второй слог) — это один из вариантов имени Артемий, бытовавший в некоторых русских говорах, особенно в северных и сибирских регионах. В древнерусском языке и диалектах полногласные и неполногласные формы имени соседствовали: Артемий (церковное) и Артемей (разговорное). Именно от этой разговорной формы через притяжательный суффикс -ев и возникла фамилия Артемеев. Суффикс -ев, а не -ов, указывает на то, что основа оканчивалась на мягкий или шипящий согласный.

Таким образом, предок носительницы этой фамилии был сыном человека по имени Артемей. Артемей, в свою очередь, имя с греческими корнями, означающее «невредимый, здоровый» (от греческого artemes). В крестьянской среде, где имя было одним из самых распространённых, фамилия Артемеев встречается достаточно часто, особенно в документах XVII–XIX веков из Архангельской, Вологодской и Вятской губерний. Социальный контекст прост: скорее всего, предок был крестьянином или посадским человеком, а не дворянином.

Интересно, что фамилия Артемеев омонимична с патронимом от имени Артемей, но на письме её нередко путали с более частотной Артемьев, что приводило к искажениям в метрических книгах. Встречаются варианты написания с одной «е» — Артемев, но это уже поздняя орфографическая ошибка.