Фамилия Гомляков — классический пример оттопонимической фамилии, образованной с помощью патронимического суффикса -ов от прозвища Гомляк. Чаще всего так называли человека, который был родом из местечка Гомля (современный Полоцкий район Витебской области Белоруссии). Модель «название селения + суффикс -як» типична для западнорусских и белорусских земель: она указывала на принадлежность к определенной местности (ср. Мосальск — Мосоляк, Пинск — Пинчук, Гомель — Гомляк). Таким образом, первый носитель прозвища Гомляк был, скорее всего, переселенцем оттуда.

Впрочем, возможен и другой, чисто прозвищный вариант. Украинское слово «гомілка» означает «голень». Если отталкиваться от этой версии, прозвище Гомляк могло закрепиться за долговязым, голенастым человеком либо за тем, кто много ходил пешком — например, за гонцом или скороходом. В пользу этой гипотезы говорит то, что прозвища по частям тела (Головань, Носач, Губач) в русской и украинской традиции встречаются сплошь и рядом, а суффикс -як как раз образует названия людей по характерному признаку.

Фамилия Гомляков — относительно редкая, в основном встречается в северо-западных областях России и в Белоруссии, что подтверждает географическую привязку к Полоцкому краю.