Фамилия Бахромеев — редкий случай, когда за основу взято не каноническое имя, а его народная, разговорная форма. В основе лежит имя Варфоломей. В народном произношении оно претерпело сильные изменения: отпал начальный слог «вар», а «ф» перешло в «хв» или просто «х», что для русских говоров было обычным делом. Так Варфоломей превратился в Бахромей, а затем и в Бахрамей. Фамилия образована от этой просторечной формы с помощью стандартного патронимического суффикса -ев, который указывал на принадлежность: «сын Бахромея».

Интересна география фамилии. Она устойчиво встречается в старых документах по Рязанской и Тамбовской губерниям, а также на Дону. Это регионы, где долго сохранялись архаичные говоры, и где имя Варфоломей в его книжной форме было редкостью, а народная версия — в ходу. Встречается и вариант Бахрамеев — с буквой «а» во втором слоге, что отражает местное «акающее» произношение. Оба написания считаются однокоренными, и разница между ними только диалектная.

С точки зрения социального состава, Бахромеевы — это почти всегда крестьяне или мещане. Фамилия не дворянская, в родословные книги не попала. Встречается она и у старообрядцев — Варфоломей был распространён именно в староверческой среде, где держались за дореформенные имена. В святцах апостол Варфоломей почитается высоко, так что имя давали нередко, но в быту его всё равно перекраивали на свой лад.

Есть и другая, менее вероятная версия: связь с тюркским словом «бахром» (украшение, кисть). Но она не выдерживает критики, поскольку суффикс -еев чётко указывает на русское отчество от имени, а не на прозвище по профессии или предмету. Если бы фамилия происходила от слова «бахрома», она звучала бы как Бахромов или Бахромин. Так что основная и единственная убедительная версия — от Варфоломея через Бахромея.