Фамилия Божемолов — редкий пример того, как народное произношение закрепилось в официальном родовом имени. Она образована от прозвища Божемол, которое является фонетическим вариантом более привычного «Богомол». Замена «о» на «е» — не ошибка, а результат акающего говора: в некоторых русских диалектах безударный звук произносили мягче, и на письме это отразилось как «е».

Прозвище Божемол (Богомол) в старину давали не любому набожному человеку, а тому, кто был известен особым усердием в молитве или часто ходил на богомолье — пешком по святым местам. Это мог быть и крестьянин, посвящавший всё свободное время службе, и странник. Однако у этой основы есть и другая, семинарская версия. Исследователи связывают составные фамилии вроде Богомольский, Богословский, Богородский со средой духовенства: их давали воспитанникам семинарий для благозвучия. Прозвище Божемол могло закрепиться за будущим священником ещё в быту, а затем перейти в фамилию.

Модель образования типична для русских фамилий: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?» — сын Божемола). Таким образом, Божемолов — буквально «потомок того, кого звали Божемол».

В документах конца XIX века встречается конкретный носитель — торговец Иван Иванович Божемолов, родившийся в 1876 году в селе Никитское Богородицкого уезда Тульской губернии. Позже он проживал в Калачинском районе Омской области. Эта запись показывает, что фамилия бытовала в центральной России и вместе с переселенцами ушла в Сибирь.