Фамилия Букаемская — редкий случай, когда географическая основа, скорее всего, первична, а прозвищная — вторична. Окончание -ская прямо указывает на то, что перед нами типичная «географическая» фамилия, образованная от названия местности. Такие фамилии в основном носили дворяне, духовенство или выходцы из сёл и городов, бравшие себе фамилию по месту рождения или владения.

В основе лежит топоним Букаем или Букаема. Где именно находилось это место — вопрос открытый. Наиболее вероятная версия связана с селом Букаем (вариант — Букаемка), которое существовало на территории современной Украины, в частности в бывшей Киевской губернии. Название села, в свою очередь, могло произойти от тюркского слова «бука» (бык) или от фамилии первопоселенца. В польском языке «buk» (бук) также могло дать основу, но с учётом суффикса -аем это менее характерно для чисто польской модели.

Менее распространённая, но не исключённая версия — происхождение от прозвища Букай. В русских говорах «букать» означало мычать, издавать глухой звук, а «бука» — нелюдимое, угрюмое существо. Однако в таком случае фамилия скорее приняла бы форму Букаев или Букаин. Форма на -ская жёстко привязывает фамилию к конкретному месту, а не к личному качеству предка.

Таким образом, носитель фамилии Букаемская, скорее всего, потомок человека, который либо владел землёй в селе Букаем (дворянский вариант), либо был священником, получившим фамилию по названию своего прихода, либо крестьянином, переселившимся в другое место и записанным по прежнему месту жительства. Фамилия нечастотная, что говорит о её узкой локальной привязке — вероятно, все современные Букаемские восходят к одному небольшому роду из одного региона.