Фамилия Броменталев — один из тех случаев, когда русская фамилия хранит в себе иноязычный корень, и разобраться в ней проще, чем кажется. Основа здесь — немецкая или идишская фамилия Броменталь (Bromenthal), которая состоит из двух частей: «Brom» (от немецкого «Brombeere» — ежевика, или от названия химического элемента брома, но в фамилиях чаще встречается первое значение) и «Tal» — долина. То есть Броменталь — это «ежевичная долина» или, в более широком смысле, топонимическая фамилия по названию места. Такие фамилии были распространены среди еврейского населения Германии и Восточной Европы, а также среди немецких колонистов, селившихся в Российской империи.

Русский суффикс «-ев» в фамилии Броменталев указывает на типичную модель адаптации: носитель фамилии Броменталь становился Броменталевым — то есть «сыном Броменталя» или «из рода Броменталей». Это не отчество, а скорее способ русификации, когда иноязычная фамилия получала русское патронимическое окончание. Встречаются и варианты Броменталь (без суффикса) и Броментальский, но форма на «-ев» — самая распространенная в русской среде.

Географически фамилия Броменталев встречается в основном на юге России и Украины, в регионах, где исторически существовали немецкие колонии (Причерноморье, Поволжье) и где оседали еврейские общины. В дореволюционных метрических книгах и списках переселенцев можно найти Броменталевых среди мещан и крестьян. Сословной привязки нет: фамилию могли носить и ремесленники, и торговцы, и сельские жители.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Броменталев стоит в ряду с такими же топонимическими адаптациями, как Розенталев, Гринбергов, Штернбергов — все они образованы по одному принципу: немецкая основа плюс русский суффикс. Ударение в фамилии обычно падает на последний слог: Броменталéв, хотя в быту можно услышать и вариант на первый слог — это уже зависит от семейной традиции.