Фамилия Буреломова образована от прозвища Бурелом. В русском языке слово «бурелом» означает лес, поваленный или поломанный бурей. Прозвище могли дать человеку по разным причинам: либо он жил в местности, где часто случались буреломы, либо сам обладал неукротимым, «буйным» нравом, либо занимался расчисткой таких участков леса. Наиболее вероятная версия — указание на место жительства или род занятий: предок мог быть лесорубом, работавшим именно с буреломным лесом, или жил в глухой, заваленной деревьями местности.

Модель образования фамилии проста и типична для северных и центральных областей России: основа «Бурелом» + патронимический суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?» — «сын Бурелома»). Женская форма Буреломова — естественное грамматическое окончание для носительницы фамилии. Суффикс -ов встречается чаще, чем -ин, и в данном случае он не вызывает сомнений, так как основа оканчивается на твёрдый согласный.

Интересно, что фамилия Буреломов (и её женская форма) довольно редкая. В отличие от фамилий, образованных от календарных имён или названий профессий, она напрямую связана с природным явлением, что делает её «говорящей» и легко запоминающейся. В ономастических работах, например у Б. Унбегауна, подобные прозвищные фамилии от нарицательных слов разбираются как характерные для крестьянской среды, где прозвище могло закрепиться за человеком по внешнему признаку или по событию.

С точки зрения географии, фамилия Буреломова встречается в основном в европейской части России, особенно в регионах с лесными массивами — Костромской, Вологодской, Кировской областях. Это косвенно подтверждает версию о связи с лесным промыслом или местностью. Встречаются также варианты написания с одной буквой «л» — Буреломова, но это скорее опечатка в документах, так как исходное слово «бурелом» пишется с одной «л».