Фамилия Чудомехов — один из тех редких случаев, когда значение лежит на поверхности, но происхождение ставит в тупик. Она явно составная: первая часть «чудо-», вторая — «-мех». Самое простое и напрашивающееся объяснение — прозвище Чудомех, то есть «чудо-мех», человек, который торговал или выделывал необыкновенно ценный, диковинный мех. Однако в русской ономастике такой прямой путь часто оказывается ложным.

Гораздо правдоподобнее, что перед нами не прозвище мастера, а прозвище простака или чудака. В русских говорах слово «чудо» могло означать не только «диво», но и «чудак, странный человек». А «мех» — не только шкура, но и, в переносном смысле, «брюхо, утроба» (сравните: «набить мех» — наесться). Соответственно, Чудомех — это человек, который «чудит» с едой, либо тот, у кого «чудной живот» (обжора или, наоборот, привереда). В этом случае фамилия попадает в разряд «гастрономических» прозвищ, вроде Чудопуз или Чудобрюхов.

Возможна и третья, более экзотическая версия. Фамилия могла возникнуть из искажённого церковного имени. Например, греческое имя Феодот (Богом данный) в просторечии могло превратиться в Федот, а затем, через народную этимологию, переосмыслиться как «Чудо-то» и обрасти «мехом». Это объяснение слабее, но полностью исключать его нельзя.

Суффикс -ов указывает на типичную русскую модель образования — «чей?» — «сын Чудомеха». Фамилия очень редкая, в официальных справочниках (например, в «Словаре русских фамилий» В. А. Никонова) она не фиксируется. Встречается эпизодически в центральной России и на Урале. Сословно её носители, скорее всего, были крестьянами или посадскими людьми, получившими фамилию по уличному прозвищу предка.