Фамилия Чемолосов — редкая и неочевидная. В ней нет привычного крестьянского суффикса -ин, указывающего на женское имя-основу, и нет дворянского -ский. Её модель — притяжательное прилагательное с суффиксом -ов, то есть «сын Чемолоса» или «из дома Чемолоса». Вся сложность в том, что такое имя или прозвище Чемолос.

Вероятнее всего, в основе лежит прозвище, связанное с ремеслом или бытовой деталью. «Чемолос» могло быть сложением двух корней: «чело» (лоб) и «лос» (от «лось» или, что менее правдоподобно, от диалектного «лосниться» — блестеть). Прозвище «Чело лось» могло достаться человеку с широким, выпуклым лбом — настолько характерным, что его сравнивали с лосиной мордой. В русских говорах такие сравнения с животными были обычны: «Бык», «Кабан», «Лось» — прозвища, известные по переписным книгам. Чемолос — более сложная, составная форма.

Вторая версия, менее вероятная, но возможная: искажение тюркского или финно-угорского имени. В Поволжье и на Урале, где русские фамилии часто возникали на стыке языков, «Чемолос» могло звучать как «Чемолас» — от тюркского «чем» (трава, лекарство) и «олас» (человек). Но это чистая гипотеза, не подкреплённая письменными источниками.

География фамилии говорит сама за себя. Чемолосовы — редкие жители, их немного, и они сосредоточены в центральных областях России, а также на юге (Волгоградская, Ростовская области). Это указывает на позднее закрепление фамилии, возможно, уже в XVIII–XIX веках, когда прозвище дали не по имени отца, а по его характерной черте.

Что касается сословной принадлежности, то суффикс -ов без дополнительных маркеров (вроде дворянского герба) типичен для крестьянства и мещанства. Скорее всего, первый носитель был простым человеком, которого в деревне или слободе прозвали Чемолосом за внешность, а его дети стали Чемолосовыми.