Фамилия Калеменевы — редкий пример того, как восточное имя легло в основу русской фамильной модели. В её основе лежит личное именование Калемен, которое исследователи связывают с арабским именем Калиман. У него два основных толкования. Первое — «благородный, мирный». Второе — составное: от тюркского «кали» («высший, высокий») и арабского «ман» («мужчина, человек»). В сумме получается «высший человек». Обе версии правдоподобны, так как имя Калиман бытовало у народов, принявших ислам, и могло попасть в русскую среду через татарские или башкирские семьи.

Суффикс -ев указывает на стандартную модель образования русских фамилий: Калемен — сын Калемена — Калеменев. Фамилия закрепилась в тех регионах, где русское население веками соседствовало с тюркским. Например, в документах начала XX века упоминается Калеменев Иван Федорович, родившийся в 1905 году в Зуевском районе Вятской губернии, в деревне Овсянники. Это косвенно подтверждает, что фамилия бытовала на северо-востоке европейской России, где такие пересечения культур не редкость.

Не стоит думать, что фамилия обязательно указывает на нерусское происхождение её носителей. Прозвище или имя Калемен мог получить человек, служивший у восточных купцов, торговавший с южными соседями или просто живший в многонациональной слободе. Со временем оно превратилось в фамилию, которая уже никак не связывала потомков с исходным значением. Окончательное место и точное время возникновения фамилии Калеменевы можно установить только в рамках серьёзного генеалогического поиска по конкретной семье.