Фамилия Артемев — один из тех случаев, когда написание вводит в заблуждение. На слух она неотличима от гораздо более распространённой фамилии Артемьев, но лишена «мягкого» знака и йотированного окончания. Это не ошибка и не опечатка, а вполне самостоятельная словообразовательная модель, хотя и редкая.

В основе фамилии лежит каноническое крестильное имя Артемий (в просторечии — Артём). В русской традиции притяжательные фамилии чаще всего образовывались от полной формы имени с помощью суффикса -ев: Артемьев буквально значило «сын Артемия». Фамилия Артемев построена иначе: она происходит от краткой, разговорной формы имени — Артем. Суффикс -ев присоединяется к основе, оканчивающейся на твёрдый согласный, что и даёт написание без мягкого знака. По сути, это фонетически более «простая» версия, отражающая народное произношение, где конечный «м» звучал твёрдо.

Такая модель встречается реже, но она закономерна. Сравните: фамилия Дементьев (от Дементий) и Дементев (от Демента), или Евсеев (от Евсей) и Евсев (от Евсей с твёрдым окончанием). Артемев могла закрепиться в тех семьях, где имя Артём (без «мягкости») было обиходным и именно от него пошло прозвище рода.

По социальному происхождению носители фамилии Артемев, скорее всего, относились к крестьянскому или мещанскому сословию. В среде духовенства и дворянства предпочитали более «книжные», полные формы фамилий, поэтому Артемев — маркер простонародной, бытовой речи. Встречается она преимущественно в центральных и северных регионах России, где имя Артём было особенно популярно, а акающие говоры не давали возникнуть путанице с «Артимев».

Спорных версий у этой фамилии практически нет. Корень прозрачен, а разница в написании объясняется не разными прозвищами, а разным произношением одного и того же имени. Если ваш предок записан как Артемев, а не Артемьев, значит, в документах зафиксировали именно тот вариант, который бытовал в его семье — без церковного налёта, по-народному твёрдо.