Фамилия Чембелева — женская форма, а её мужской вариант Чембелев. В основе фамилии лежит прозвище или нецерковное имя Чембел. Слово «чембел» в русских говорах имеет несколько значений, и все они ведут к конкретному, почти осязаемому образу предка.

Самая вероятная версия связывает Чембела с тюркским корнем. В татарском, башкирском и казахском языках «чембер» или «чимбер» означает «обруч», «кольцо», «круг». Отсюда же русское диалектное «чембар» — обруч, которым скрепляют бочку. Прозвище Чембел могли дать бондарю — мастеру, делавшему бочки и стягивавшему их обручами. Такая профессия была распространена в районах со смешанным русско-тюркским населением — в Поволжье, на Урале, в Западной Сибири.

Вторая, менее распространённая версия, выводит фамилию из мордовского (эрзянского) слова «чембень» — «вялый», «ленивый». Прозвище Чембел в этом случае носило бытовой характер и указывало на медлительность или спокойный нрав человека. Однако против этой гипотезы говорит то, что фамилия Чембелевы встречается не только в Мордовии, но и в соседних областях, где сильны тюркские влияния.

Фамилия образована по стандартной русской модели: к основе Чембел добавили суффикс принадлежности -ев (вместо -ов после мягкого согласного). Это типичный патроним (отчество) второго поколения: сын Чембела стал Чембелевым. Суффикс -ев указывает на то, что фамилия оформилась в центральных или южнорусских говорах, где после шипящих и мягких согласных писали именно -ев, а не -ов.

По сословному составу Чембелевы в основном крестьяне и мещане. В ревизских сказках и метрических книгах XIX века фамилия фиксируется в Саратовской, Самарской и Оренбургской губерниях — как раз на границе лесостепи и степи, где бондарное ремесло кормило многие семьи. Встречается она нечасто, что говорит о локальном происхождении: родоначальник был известен в своей округе, и прозвище закрепилось за потомками без разночтений.

Коротко: Чембелевы — потомки бондаря (или, реже, спокойного человека), жившие в Поволжье. Фамилия редкая, с ясной профессиональной этимологией, без путаницы с другими корнями.