Фамилия Калеми — редкий случай, когда географический след оказывается важнее, чем прозрачная этимология. Она почти наверняка несёт финское или карельское происхождение, что сразу выделяет её из массы русских фамилий на -ов и -ин.

Основа «Кале-» отсылает к финскому слову kaleva или kalevi. В финской мифологии Калева — это имя легендарного прародителя, героя-великана, от которого пошёл народ. Отсюда же и название национального эпоса «Калевала». Таким образом, исходное прозвище Калеми могло означать «потомок Калевы», «человек из рода Калева» или просто «богатырь», «силач». В карельских и финских говорах слово kaleva также могло обозначать «славный», «могучий».

Фамилия образована напрямую от прозвища или имени без типичных русских суффиксов, что характерно для прибалтийско-финской модели: Калеми — это и есть исходная основа. У русских такая форма почти не встречается, зато она типична для ингерманландских финнов, карел и вепсов. В XIX веке носители фамилии Калеми жили на территории современной Ленинградской области, в Карелии и, возможно, в Финляндии.

Второй, менее вероятный вариант — фамилия могла возникнуть как русифицированная запись немецкой фамилии Kallem, которая, в свою очередь, восходит к личным именам вроде Николаус или Калликст. Но это скорее исключение: подавляющее большинство носителей Калеми в России имеют финские корни.

Социально предки Калеми, скорее всего, были крестьянами или ремесленниками из северо-западных губерний. Фамилия не дворянская и не купеческая — она бытовала в среде, где прозвище давали по роду или по личному качеству, а не по сословному статусу. Сейчас её можно встретить в Карелии, Финляндии и среди потомков переселенцев в Сибири.