Фамилия Долемба — редкий случай, когда за основу взято не имя, не профессия и не географическое название, а, скорее всего, прозвище с яркой эмоциональной окраской. Если отбросить суффикс, который в данном случае отсутствует (фамилия нестандартная, не на -ов, -ин или -ский), перед нами чистая основа. В русском языке слово «долемба» не фиксируется, но его можно разобрать как сложное образование от глагола «долбить» (в смысле «твердить одно и то же», «настойчиво просить») и, возможно, частицы «ба» или междометия. Однако более правдоподобная версия — связь с украинским или южнорусским говором, где «долемба» могло означать человека, который «долбит» одно и то же, надоедает, или, наоборот, работает с долотом — то есть плотника, камнереза. В таком случае прозвище давалось по характеру или по ремеслу.

Словообразовательная модель здесь необычна: фамилия застыла в форме именительного падежа единственного числа, что характерно для украинских и белорусских фамилий (сравните: Довгаль, Непийвода). Это указывает на то, что предок носителя фамилии, вероятно, жил на территории современной Украины или на юге России, где такие «глагольные» прозвища были в ходу. В польском языке есть слово «doleba» с похожим значением — «копун», «медлительный человек», что тоже может быть источником, учитывая историческое влияние Речи Посполитой на эти земли.

Вторая гипотеза, менее вероятная, но встречающаяся в любительских разборах, — связь с литовским корнем «dalem-» (от «dali» — часть, доля) или с тюркскими языками, где «долем» могло значить «наполнение». Однако эти версии не подкрепляются географией бытования фамилии: Долемба — фамилия редкая, и её носители в основном встречаются в Украине, а также среди потомков переселенцев в Сибири и на Дальнем Востоке. В дореволюционных метрических книгах она почти не фиксируется, что говорит о её позднем оформлении или о том, что она осталась в низовых слоях населения — крестьян или мещан, не попавших в дворянские родословные.

Таким образом, с высокой долей вероятности Долемба — это прозвище, данное либо настойчивому, «долбящему» человеку, либо мастеру по долоту. Фамилия не получила распространения из-за своей нестандартной формы и, возможно, негативного оттенка в исходном значении. Носителям фамилии стоит искать корни в украинских говорах Черниговщины, Полтавщины или соседних областей, где такие «глагольные» фамилии были нормой, а не исключением.