Фамилия Ермольевы (в документальной форме — Ермольев) происходит от крестильного имени Ермолай. Это греческое имя, Ερμόλαος, складывается из двух основ: «Ермий» (так называли вестника богов Гермеса) и «лаос» — народ. Получается «вестник народа». Церковь почитала святого Ермолая, пресвитера Никомидийского, и имя это давали мальчикам при крещении. В быту полная форма «Ермолай» часто сокращалась до разговорной «Ермола» — именно от неё и образована фамилия через суффикс -ев, который присоединяли к основам, оканчивающимся на гласный.

Тип фамилии — «патроним второго порядка». Сначала отца семейства звали просто Ермола, его сын получал отчество Ермольев сын, а со временем это отчество закрепилось за внуками как фамилия. Модель образования (имя + -ев) типична для центральной и северной России, где фамилии на -ов/-ев составляют большинство.

Сложнее с ударением и написанием. В старых документах фамилию могли записать через «-ьев» — Ермольев, что ближе к исходному полному имени Ермолай, но вариант с «-ьев» встречается реже и считается более книжным. Основной, народный вариант — Ермольев, с ударением на втором слоге: Ермóльев.

О точном месте возникновения фамилии говорить трудно. Процесс становления фамилий у крестьян и горожан шёл долго, вплоть до XIX века. Однако, судя по тому, что имя Ермолай было особенно популярно в купеческой и духовной среде, можно предположить: предки Ермольевых могли быть либо священниками (имя часто давали в честь святого), либо посадскими людьми. В дворянских родословных книгах фамилия не значится — это, скорее всего, фамилия людей свободных сословий или однодворцев.

Ермольевы — не единственные носители этого корня. Однокоренные фамилии Ермолаев, Ермолин, Ермаков, Ермошин образованы от тех же производных форм имени Ермолай, но каждая — от своего варианта: Ермола, Ермола, Ермак, Ермоша. Разница в суффиксе показывает, в какой местности и в какой среде закрепилась та или иная форма. Фамилия Ермольев — одна из самых точных, сохранивших связь с исходным именем без лишних искажений.