Фамилия Хамулева — женская форма фамилии Хамулев. Её основа — прозвище или нецерковное имя Хамуль, а суффикс -ев указывает на типичную модель русских фамилий, образованных от слов на мягкий согласный. В отличие от более частых -ов и -ин, суффикс -ев встречается реже и сразу сужает географию: такие фамилии характерны для северных и восточных регионов России, а также для территорий с влиянием местных говоров.

Корень «хамул» — тёмный и редкий. Самая правдоподобная версия связывает его с диалектным словом «хамуль» — так в некоторых русских говорах (особенно в архангельских и вологодских) называли ленивого, неповоротливого человека или увальня. В этом случае прозвище давали по характеру или поведению. Альтернативная гипотеза — тюркское происхождение: в ряде тюркских языков «хамул» означает «слабый», «вялый». Учитывая, что фамилия не имеет ярко выраженных тюркских суффиксов и бытует в основном в русской среде, диалектная версия выглядит предпочтительнее.

Встречается Хамулева преимущественно на северо-западе России — в Ленинградской, Псковской и Новгородской областях, а также в Сибири, куда переселенцы из северных губерний принесли свои прозвища. Среди однокоренных фамилий — Хамулин, Хамулькин, Хамуляев. Все они редкие, что говорит о локальном происхождении и, вероятно, о небольшом роде, не размножившемся по стране.

Носительница фамилии могла происходить из крестьянской или мещанской среды — дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано. В метрических книгах XIX века Хамулевы встречаются как государственные крестьяне и мещане, что подтверждает бытовое, а не служебное происхождение прозвища.