Фамилия Кельмакова — женская форма от Кельмаков, а та, в свою очередь, образована от прозвища или нецерковного имени Кельмак. Разберём её необычную основу, которая выделяет эту фамилию среди более привычных Ивановых или Кузнецовых.

Слово «кельма» в русских говорах имеет несколько значений, и все они связаны с инструментом. В плотницком деле кельма — это мастерок для штукатурных и каменных работ, лопатка с рукояткой. Однако в некоторых диалектах (например, в пермских) «кельма» — это род весла, лопата для мешалки или даже большая деревянная ложка. Следовательно, прозвище Кельмак могли дать человеку, который работал с этим инструментом: каменщику, штукатуру, плотнику или тому, кто месил тесто в больших количествах, например, пекарю. Суффикс -ак в прозвище типичен для северных и уральских говоров: он указывал на деятеля по орудию труда (ср. рычаг, совок, тесак).

Есть и вторая, менее очевидная версия. В некоторых тюркских языках «кельмек» означает «приходить», а «кельмак» могло быть искажённым вариантом имени или прозвища, обозначавшего пришельца, новичка на поселении. Учитывая, что фамилия Кельмаков встречается преимущественно в Поволжье и на Урале — регионах активного смешения славянских и тюркских народов, — эта гипотеза правдоподобна, хотя и уступает первой по бытовой логике.

Географически фамилия Кельмаковы (и Кельмаковы) наиболее плотно зафиксирована в Пермском крае, Кировской области и в Татарстане. Это говорит о том, что предки носителей фамилии были, скорее всего, государственными или помещичьими крестьянами, а не дворянами: прозвища по ремесленному инструменту редко становились основой для фамилий высших сословий. Фамилия не попала в списки знатных родов, и её носители — это люди из среды мастеровых и земледельцев, которых прозвали по делу, которое они делали руками.