Фамилия Ефрем происходит от крестильного мужского имени Ефремий, которое в переводе с древнееврейского означает «плодовитый». Основой фамилии стала не полная, а уменьшительная форма имени — Ефрем. Такая модель образования характерна для русских фамилий: усечённый вариант имени становился фамилией без дополнительных суффиксов, что встречается реже, чем, например, Ефремов или Ефремин.

Имя Ефремий вошло в святцы благодаря нескольким известным святым. Среди них святитель Ефрем, епископ Миласский; святитель Ефрем Печерский, епископ Переяславский; преподобный Ефрем Сирин; преподобный Ефрем Новоторжский; святитель Ефрем, архиепископ Ростовский; священномученик Ефрем Капитон, епископ Херсонесский; святитель Ефрем, патриарх Антиохийский и другие. Благодаря этим святым имя было распространено среди всех сословий, а фамилия Ефрем закрепилась в тех случаях, когда имя отца записывали в бытовой, сокращённой форме.

Словообразовательная модель здесь необычна: фамилия совпадает с самим именем без каких-либо патронимических суффиксов (-ов, -ев, -ин). В русской традиции такие фамилии встречаются реже, и они часто указывают на то, что предок был известен под этим именем как прозвище или что фамилия зафиксирована в форме, близкой к народному произношению. Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Ефремов встречается гораздо чаще, а Ефрем — более редкий вариант, который мог возникнуть в среде, где фамилии складывались стихийно, без строгой канцелярской записи.

Географически фамилия Ефрем встречается спорадически, без ярко выраженного регионального центра, что типично для фамилий, образованных от канонических имён без суффикса. В отличие от Ефремовых, которые массово фиксируются в центральных и южных губерниях, носители фамилии Ефрем разбросаны по разным областям, и их число невелико. Это делает фамилию скорее исключением, чем правилом, и указывает на то, что предки могли быть выходцами из мест, где фамилии закреплялись позже или в упрощённой форме.