Фамилия Чембулаткина — редкая и звучит необычно для русского уха. Её основа — прозвище или дохристианское имя Чембулатка, которое, скорее всего, имеет тюркские корни. В русских говорах слово «чембул» или «чембур» означало поводок для коня, ремень, на котором водят лошадь. Отсюда — «чембулатка» могла быть уменьшительной формой, обозначавшей либо короткий поводок, либо человека, который с ним работал, например, конюха или пастуха. В пользу этой версии говорит и типичная для русских фамилий модель: суффикс -ин указывает на принадлежность («чей?» — Чембулаткин сын), а конечное -а — женская форма фамилии.

Менее вероятно, хотя и возможно, что в основе лежит личное тюркское имя Чембулат, где «чем» — частица, а «булат» — сталь (ср. Булат). В этом случае Чембулаткин — фамилия от имени Чембулатка, образованного через уменьшительный суффикс -к(а). Однако в ономастических справочниках (например, в работах Б. Унбегауна) форма Чембулаткин не фиксируется как распространённая, что говорит о её локальном бытовании, скорее всего, в регионах, где русские долго соседствовали с тюркскими народами — в Поволжье или на Урале.

Обратите внимание на суффикс -к- в основе. В отличие от фамилий на -инов (Чембулатинов), здесь использована уменьшительная форма, что типично для прозвищ, а не для имён. Чембулатка — это не официальное имя, а бытовое прозвище, которое могло закрепиться за человеком маленького роста или с «лошадиной» профессией. Фамилия Чембулаткина — женская форма, мужская — Чембулаткин. Сведений о дворянском происхождении или принадлежности к известным родам нет: это крестьянская или мещанская фамилия, возникшая в среде, где прозвища давали по занятию или предмету обихода.