Фамилия Фоломиева — женская форма, мужской вариант — Фоломиев. В русских фамилиях суффикс «-ев» обычно указывает на происхождение от отчества или прозвища, оканчивающегося на мягкий согласный или «й». Здесь основа — «Фоломий» или, что вероятнее, диалектное «Фоломей».

Скорее всего, перед нами народная, просторечная форма канонического имени Варфоломей. В русской традиции это имя нередко сокращали и переиначивали: Варфоломей превращался в Фоломея, а затем и в Фоломия. Такое редуцирование начала слова (афереза) — обычное явление: Варфоломей терял первый слог «Вар-» и звук «р», давая «Фоломей». Форма «Фоломий» могла возникнуть под влиянием других имен на «-ий» (например, Евдоким — Евдокий). В говорах замена «е» на «и» («Фоломий» вместо «Фоломей») тоже встречается.

По модели образования фамилия Фоломиев — типичная русская «патронимическая» фамилия: «чей сын?» — Фоломиев, то есть сын Фоломия. Предка носителя фамилии звали Фоломием (в крещении, вероятно, Варфоломеем). Имя Варфоломей — арамейского происхождения, означает «сын вспаханной земли» или «сын Птоломея». В народе оно ассоциировалось с крестьянским трудом, земледелием, и носителями его часто были люди из сельской среды. В святцах известен апостол Варфоломей, но в быту имя не было редким.

Фамилия довольно редкая. Её географическое распространение, скорее всего, связано с северными и центральными регионами России, где были сильны диалектные формы церковных имен. Встречается она и в некоторых списках старообрядческих фамилий — староверы часто сохраняли архаичные народные варианты имен. Если искать однокоренные, то это более распространённые Фоломеев, Фоломин, а также Варфоломеев — все они восходят к одному источнику. Разница в написании (Фоломиев вместо Фоломеев) может быть чисто орфографической: в документах прошлых веков писарь мог записать фамилию на слух, с гласной «и» в безударном положении.