Фамилия Келеметова — женская форма от Келеметов, и её разбор стоит начать с суффикса. Формант -ов указывает на типичную русскую модель образования отчества или прозвища: «чей?» — «сын Келемета». Значит, в основе лежит личное или прозвищное имя Келемет. Это имя — редкое и некалендарное, то есть его нет в святцах. Скорее всего, оно тюркского происхождения.

В тюркских языках, особенно в карачаево-балкарском, кумыкском или ногайском, есть имя Келемет (варианты — Келемет, Келеметхан). Его корень восходит к слову «кел» — «приходи, прибывай» или к «келемет» — «сказание, речь». В некоторых диалектах «келемет» означает «разговорчивый», «красноречивый». Таким образом, первым носителем фамилии мог быть человек по прозвищу Келемет — говорун, рассказчик, или же это имя давали ребёнку с пожеланием, чтобы он был желанным, «пришедшим» в семью.

Географически фамилия Келеметова встречается преимущественно на Северном Кавказе, в Ставропольском крае, в Кабардино-Балкарии и Карачаево-Черкесии. Много носителей среди балкарцев и карачаевцев. Это объясняет и тюркскую основу, и то, что фамилия могла возникнуть не в центральной России, а в зоне активных контактов русского и тюркского населения.

Есть и более редкая, спорная версия: связь с арабским словом «каламат» (каламет) — «бедствие, несчастье». Но она маловероятна: такие имена обычно не давали в качестве личных, а прозвище с негативным значением вряд ли стало бы основой для фамилии у мусульманских народов Кавказа. Поэтому версия о происхождении от «келемет» как «речь» или «приход» выглядит убедительнее.

Фамилия Келеметова — один из примеров того, как русская модель образования фамилии (суффикс -ов) скрестилась с тюркским личным именем. Предок современных носителей, судя по всему, был человеком заметным в своей общине, возможно, сказителем или просто обладал даром слова.