Прозвище Бесхмельницкий, от которого образована эта фамилия, прямо связано со словом «хмель». Хмель — вьющееся растение, но в русском быту это слово имело и второе, переносное значение: состояние опьянения, хмель от выпивки. Поэтому прозвище могли дать человеку, которого никогда не видели пьяным — бесхмельному, то есть непьющему или очень сдержанному в застольях.

Но есть и другая, хозяйственная версия. Хмель — капризная культура, его разведение требовало особых условий. Если у крестьянина хмель не урождался, не вился, соседи могли прозвать его Бесхмельницким. В этом случае прозвище указывало на неудачливого огородника или на того, кто жил в местности, непригодной для выращивания хмеля.

Фамилия образована по модели с суффиксом -цк-, который характерен для польской, украинской, а также западнорусской ономастики. Окончание -ий указывает на притяжательное или качественное значение: «из рода Бесхмельницких» или «относящийся к Бесхмельницкому». Такие фамилии часто получали не просто по прозвищу, а по названию села или усадьбы, где жил основатель рода. Впрочем, в данном случае первичным остаётся прозвище, а не топоним.

Основа фамилии — редкая. В отличие от распространённых Хмельницкий, Хмелёв, Хмельников, приставка «бес-» (без-) создаёт противоположный смысл. Это характерно для так называемых «отрицательных» прозвищ, которые давали по отсутствию какого-либо качества или предмета: Бесхлебный, Безземельный, Беспалый. Бесхмельницкий стоит в этом же ряду — человек, лишённый хмеля, либо в прямом, либо в переносном смысле.

Встречаемость фамилии невысока, что типично для прозвищ с ярко выраженным индивидуальным признаком. Носители Бесхмельницких, скорее всего, происходят из западнорусских или украинских земель, где суффикс -цк- и приставка бес- встречаются чаще, чем в северной или сибирской России. Точных документальных свидетельств о первом носителе нет, но логика прозвища указывает на человека, который либо принципиально не пил хмельного, либо жил на земле, где хмель не рос.