Фамилия Гремпель — редкая для России, и её происхождение ведёт не в славянскую, а в немецкую языковую среду. В отличие от большинства русских фамилий на -ов или -ин, модель здесь иная: типичный немецкий суффикс -ель (как в фамилиях Шмидель, Кессель) указывает на уменьшительную или профессиональную форму. Основа «Гремп-» восходит, скорее всего, к диалектному немецкому слову «Grempe» — так в некоторых регионах называли скрягу, скупого человека, или же «Grempel» — старьё, хлам. В таком случае прозвище Гремпель могли дать либо мелочному торговцу, либо старьёвщику, который скупал и перепродавал подержанные вещи.

Вторая версия, менее вероятная, но возможная — связь с топонимом. В Германии есть несколько населённых пунктов с корнем Gremp- (например, Гремпель в земле Саксония-Анхальт). Тогда фамилия могла возникнуть как указание на выходца оттуда: «Гремпель» — тот, кто родом из Гремпеля. Однако в ономастике чаще работает прозвищный механизм, особенно для фамилий, зафиксированных у поволжских немцев.

Гремпели — одна из классических фамилий российских немцев. Массовое переселение немцев в Россию при Екатерине II в XVIII веке привело к тому, что многие фамилии, в том числе и Гремпель, осели в колониях Поволжья. В метрических книгах лютеранских приходов Саратовской и Самарской губерний эта фамилия встречается с первой половины XIX века. Носители были преимущественно крестьянами-земледельцами или ремесленниками, что соответствует социальному портрету колонистов.

Интересная деталь: в русском языке фамилия склоняется по мужскому роду (Гремпель, Гремпеля, Гремпелю) и не склоняется в женском. Ударение, как правило, падает на первый слог: Гре́мпель. Это тоже выдает её иноязычное происхождение — в исконно русских фамилиях ударение редко бывает фиксированным на корне.