Фамилия Бесмельцева — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти полностью стёрло следы своего прямого значения. Вопреки интуитивному желанию связать её с «мельницей» или «мельником», корень здесь иной, и разобраться помогает только внимательный взгляд на словообразовательную модель.

Основа фамилии — диалектное слово «безмель» или «бесмель». В говорах северных и центральных губерний России так называли человека медлительного, вялого, «без мели» — то есть без расторопности, без сноровки. Слово «мель» в этом контексте родственно не мельничному жернову, а глаголу «мелить» в значении «медлить, мешкать». Прозвище Бесмель (или Бесмелец) давали нерасторопному работнику или ребёнку, который всё делал слишком долго. Суффикс -цев- (в женском роде -цева) типичен для фамилий, образованных от прозвищ на -ец: Бесмелец → Бесмельцев → Бесмельцева.

Вторая, менее вероятная версия — связь с тюркским «бес» (пять) и «мель» (имя или титул). Однако для русского прозвания такое сочетание нетипично, и фамилия не встречается в регионах с сильным татарским влиянием. География бытования — преимущественно Вологодская, Костромская и Кировская области, что подтверждает севернорусское диалектное происхождение.

Интересно, что написание через «с» (Бесмельцева) закрепилось, хотя этимологически вернее было бы «Безмельцева» — с приставкой «без-». Это типичный для русских фамилий случай фонетического упрощения: глухой «с» перед глухим «м» «съел» букву «з» в произношении, а потом и в письме. Так же появились Бессоновы (от Безсонов) или Беспаловы (от Безпалов).

Предки носительницы фамилии, скорее всего, были крестьянами или ремесленниками, получившими прозвище за свой неторопливый нрав. Фамилия недворянская, не встречается в родословных книгах, и её редкость — прямое следствие того, что исходное прозвище было локальным и постепенно вышло из обихода.