Фамилия Кетьменёва образована от прозвища Кетьмень, которое в основе своей имеет диалектное слово «кетмень» — так в южнорусских и сибирских говорах называли тяпку, мотыгу, а иногда и узкую лопату для окучивания. Слово тюркского происхождения (сравните с узбекским, казахским «кетпен» — мотыга), оно попало в русский язык через контакты с кочевыми народами. Таким образом, Кетьменёв — это человек, чей предок мог работать с таким орудием: земледелец, огородник или просто владелец характерного инструмента, который и дал ему прозвище.

Суффикс -ёв в фамилии указывает на модель образования от прозвищ на -ень (Кетьмень → Кетьменёв). Это нестандартный случай: обычно фамилии от тюркских заимствований оформляются суффиксами -ов/-ев без смягчения, но здесь мы видим именно форму с «ё», что говорит о народной, устной традиции произношения. Встречается также написание «Кетменёва» — без мягкого знака, но с тем же значением.

Фамилия редкая и территориально привязана в основном к Волгоградской и Астраханской областям, а также к казачьим регионам Юга России. Там слово «кетмень» было в ходу у местных крестьян и казаков, которые переняли этот инструмент у соседних народов. Социальный контекст однозначный: носитель фамилии происходит из крестьянской или казачьей среды, где ручной труд с тяпкой был обычным делом.

Другие версии происхождения — от личного имени Кетьмень (гипотетически, от тюркского имени со значением «сильный») — маловероятны, так как имя с таким корнем не зафиксировано в русских святцах или тюркских антропонимиконах. Прозвищная версия остаётся основной и наиболее правдоподобной.