Фамилия Чемыртан — редкая, и её происхождение не лежит на поверхности. В отличие от большинства русских фамилий на -ов/-ев или -ин, она сохранила почти неизменной основу, которая явно не славянская. Чтобы понять её смысл, нужно искать не в русском, а в тюркских языках, и прежде всего — в башкирском или татарском.

Самый вероятный источник — тюркское слово «чемыр» или его диалектные варианты. В башкирском языке «сымыр» или «сымырт» может означать «кряква» (вид утки) или, в переносном смысле, «неуклюжий, неповоротливый человек». Суффикс «-тан» в тюркских языках часто указывает на принадлежность или происхождение: Чемыртан — буквально «из рода Чемыр», «относящийся к чему-то, связанному с уткой». Прозвище Чемыр мог получить либо охотник, промышлявший уток, либо человек с характерной походкой или внешностью, которую сравнивали с этой птицей.

В русской среде фамилия могла закрепиться в результате межэтнических контактов. Исторически башкирские и татарские земли входили в состав Российского государства, и носители тюркских прозвищ при переписях или переходе в православие получали фамилии, образованные от их прежних имён. Фамилия Чемыртан — не морфологически русская (нет суффикса -ов или -ин), что говорит о её относительно поздней фиксации: её могли просто записать в документах так, как звучало прозвище, без добавления патронимического окончания.

Географически фамилия тяготеет к Южному Уралу и Зауралью. Встречается преимущественно среди башкир и татар, реже — у русских, живущих в этих регионах. Встречается и вариант написания Чемиртан — с «и» в первом слоге, что отражает особенности местного произношения.

Другой, менее убедительный вариант — связь с марийским «чемыр» (короткий, маленький) или с коми-пермяцкими корнями. Но тюркская версия выглядит надёжнее: словообразовательная модель «основа + -тан» типична для тюркских антропонимов, а ареал бытования фамилии совпадает с зоной расселения башкир.