Фамилия Гулемин — одна из тех, где на первый взгляд ясна модель, но спорна основа. Строевая часть — суффикс -ин, который в русских фамилиях указывает на принадлежность: «чей?» — Гулемин, то есть сын или потомок Гулемы. Вопрос в том, что скрывается за этим прозвищем.

Самая вероятная версия ведёт к диалектному глаголу «гулемить» или «гулить». В северных и центральных русских говорах «гулить» значит нежно ворковать, ласкать, а также — медлить, мешкать, задерживаться. Прозвище Гулема могли дать человеку медлительному, флегматичному, либо, напротив, ласковому и нежному в общении. Второй вариант — связь с «гуля», то есть голубь. В этом случае Гулема — ласкательное прозвище, уменьшительное от «голубь» или «гуля» (как «голубок»). Подобные «птичьи» фамилии с суффиксом -емин встречаются, хотя и редко: ср. Големин, Гулемин могло быть их диалектным вариантом.

Менее убедительна, но возможна версия от тюркского корня. В некоторых тюркских языках «гюль» — роза, цветок. Однако суффикс -емин для таких заимствований нехарактерен, и фамилия Гулемин не фиксируется в массовом порядке в регионах активного татаро-башкирского влияния. Скорее всего, основа всё же русская, диалектная.

Географически фамилия редкая. Встречается преимущественно в Поволжье и на Урале, что косвенно подтверждает версию о севернорусском или вятском говоре, откуда носители могли мигрировать. Сословно — почти наверняка крестьянская или мещанская, без дворянских корней: суффикс -ин в таких фамилиях чаще всего указывает на простое происхождение.

Таким образом, предок носителя фамилии Гулемин, скорее всего, получил прозвище за свой неторопливый, мягкий нрав или за привычку ворковать, уговаривать — либо же был прозван по-домашнему, в ласковой форме, как «голубок».