Фамилия Кельмаев — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. В ней нет привычного для русских фамилий суффикса -ов, который присоединяют к основе, оканчивающейся на согласный. Здесь мы видим -ев, а это значит, что основа Кельмай или Кельма могла звучать как Кельмай или даже заканчиваться на мягкий согласный. Но главная загадка — корень.

Самая вероятная версия связывает фамилию с тюркскими языками. В башкирском, татарском и казахском есть слово «кәлмә» (кэльмэ) или «кельме» — «пришедший», «прибывший», «гость». В некоторых диалектах так могли называть пришлого человека, переселенца или даже того, кто вернулся после долгого отсутствия. Прозвище Кельмай (или Кельме) давали человеку, чья судьба была связана с переездами: либо он сам пришёл в село, либо его род происходил из другого места. От этого прозвища и образовалась фамилия: Кельма + ев = Кельмаев, то есть «потомок Кельмы».

Менее убедительная, но возможная версия — от мордовского (эрзянского) слова «кельме» — «холодный». В этом случае прозвище могло указывать на характер: сдержанный, неприветливый, «холодный» человек. Однако тюркский след выглядит правдоподобнее: фамилия Кельмаев встречается в регионах Поволжья и Приуралья, где веками соседствовали русские, татары и башкиры, и тюркские заимствования в фамилиях — обычное дело.

Интересно, что фамилия почти не встречается за пределами России. Это говорит о том, что она не разошлась широко по миру, а закрепилась в локальных сообществах, возможно, в среде крестьян или казаков. Суффикс -ев указывает, что фамилия формировалась в русской языковой среде, но сама основа осталась не славянской. Сегодня носители фамилии Кельмаев живут в основном в Башкортостане, Оренбургской и Челябинской областях, что подтверждает связь с тюркским корнем.