Фамилия Халемская является вариантом фамилии Холемская, которая образована от прозвища Холемский, восходящего к названию реки Холема в районе Байкала. Вероятно, носитель данного прозвища был выходцем с берегов этой реки. По другой версии, фамилия Халемская произошла от еврейского имени Холем, означающего «сновидение, сон, мечты». В результате, потомок человека, обладающего прозвищем Холемский, со временем получил фамилию Халемская.