Фамилия Фаломеев — редкий случай, когда в основе лежит не имя и не профессия, а искажённое церковное имя, прошедшее через народное произношение. Это типичная «окающая» фамилия: в ней слышен акающий вариант, записанный на письме. Исходная форма — Фаламеев или Фаломеев, а корень восходит к крестильному имени Варфоломей (арам. «сын вспаханной земли», «сын Толмая»).

В русском быту длинное имя Варфоломей сокращали до Фоломей, а в диалектах с «оканьем» (северные и центральные говоры) оно звучало как Фаломей. Отсюда и пошла фамилия с суффиксом -ев, который присоединяли к основам на -й: сын Фаломея — Фаломеев. Суффикс -ев здесь так же естественен, как в фамилиях Андреев или Тимофеев. Написание через «а» в первом слоге — результат аканья на письме: произносили «Фаломей», так и записали.

Вторая, менее вероятная версия связывает фамилию с греческим словом φάλαμα (фалама) — «отряд», «фаланга». Но эта гипотеза слаба: в русской антропонимии почти нет фамилий, образованных напрямую от греческих военных терминов, а имя Варфоломей было повсеместно распространено. Поэтому версия с каноническим именем — основная и подтверждается массой параллельных фамилий: Фаламеев, Фоломеев, Фалалеев.

Фаломеевы — это потомки крестьян и мещан из регионов, где сохранялось оканье: возможные очаги — Вологодчина, Архангельская область, Вятка. Фамилия не дворянская, не купеческая, а народная, возникшая в среде, где имя Варфоломей было привычным, а его сокращённая форма — обиходной. Встречаемость фамилии сегодня невысокая, что типично для образований от редких форм имени.

Если сравнивать с однокоренными, то Фаломеев стоит в одном ряду с Фоломеевым и Фаламеевым. Разница только в диалектном произношении: где «окали», там Фоломей/Фаломей, где «акали» — Фаламей. Фаломеев — «северный» вариант, записанный в том виде, в каком его слышали писцы.