Фамилия Гремяк — редкий случай, когда прозвище перешло в фамилию почти без изменений, минуя типичные русские суффиксы -ов, -ин или -ский. В основе лежит глагол «греметь» или родственное ему «гремѣти». Человек с таким прозвищем мог получить его за громкий голос, шумное поведение или за то, что производил много шума при работе — например, кузнец, плотник или возчик. В говорах «гремѣть» означало не только издавать звук, но и «браниться, скандалить», так что прозвище могло закрепиться за сварливым человеком.

Географически фамилия привязана к западнорусским и белорусским землям. В белорусском языке слово «грэмяк» (гремяк) встречается как обозначение громкого, шумного человека, а также как название растения — погремка. Это сближает фамилию с прозвищами, данными по внешнему сходству: если человек был высоким, худым и «гремел» при ходьбе, его могли сравнить с этим растением.

Суффикс -як в русских и белорусских фамилиях указывает на носителя признака: «тот, кто гремит». Такая модель характерна для прозвищ, а не для крестильных имён. В отличие от фамилий на -ов, которые образовывались от имён отцов, Гремяк — это прямое прозвище, которое дали самому первому носителю, а затем оно закрепилось за его потомками без изменений.

Встречается фамилия и в украинских записях, где -як — один из самых продуктивных суффиксов (ср. Гончарук, Ковальчук). Но в случае с Гремяк основа остаётся славянской, а не заимствованной, что делает фамилию прозрачной для этимологии даже без специальных знаний.

Ономастические справочники (в частности, работы Б. Унбегауна по русским фамилиям) относят подобные образования к группе «прозвищных» фамилий, которые не прошли стадию патронимического суффикса. Это значит, что Гремяк — не «сын Гремяка», а сам Гремяк, и фамилия фиксирует именно индивидуальную черту предка, а не его родство.