Фамилия Чёмушкин — редкий случай, когда написание напрямую указывает на произношение. В большинстве похожих фамилий (Чемодуров, Чемоданов) корень связан со словом «чемодан», но здесь мы видим не «е», а «ё», и суффикс -ушк-, который меняет всю картину.

Словообразовательная модель проста: основа Чёмушк- плюс фамильный суффикс -ин. Суффикс -ин в русских фамилиях типичен для основ на -а, -я (Пушкин, Ильин) или для прозвищ, оканчивающихся на согласный, но здесь он присоединён к основе с уменьшительно-ласкательным суффиксом -ушк-. Такая конструкция (корень + -ушк- + -ин) характерна для фамилий, образованных от прозвищ или неканонических имён: например, Милушкин (от Милуша, Милка), Дёмушкин (от Дёма, форма Дементия). Чёмушкин, скорее всего, стоит в том же ряду.

Что же за основа «Чёмушк-»? Самое правдоподобное объяснение — это форма от имени Чёма. Чёма — разговорный, диалектный вариант имени Чемодан? Нет, Чёма — это сокращение от имени Чемес, которое встречается в старых писцовых книгах. Имя Чемес (или Чемеска) имеет тюркские корни, хотя со временем могло осмысляться как производное от «чёмкать» (чмокать) или «чём» (диалектное «чуб, хохол»). В любом случае, от Чёмы через форму Чёмушка (ласкательное) и появился Чёмушкин: «чей?» — «Чёмушкин», то есть сын Чёмушки, внук Чёмы.

Есть и альтернативная версия, но она слабее. В некоторых говорах «чёмка» — это прозвище человека, который чмокает губами при разговоре или еде. Тогда Чёмушка — пренебрежительно-ласкательное от этого прозвища. Однако в ономастике чаще работают с именами, чем с глагольными прозвищами на -ушка, поэтому версия с именем Чёма предпочтительнее.

Фамилия — редкая, её нет в списках массовых русских фамилий. Географически она может быть связана с регионами, где были распространены старые русские говоры с «оканьем» и сохранением «ё» под ударением — например, северные и центральные области России. В дворянских родословных книгах Чёмушкины не упоминаются: это фамилия крестьянская или мещанская, образованная от внутрисемейного, бытового имени. Никаких знаменитых носителей в открытых источниках не зафиксировано, что только подтверждает её локальный, «домашний» характер.