Фамилия Харлампьева образована от мужского крестильного имени Харлампий, которое в переводе с греческого означает «сияющий радостью». В основу фамилии легла не полная, а производная, разговорная форма этого имени — Харлампь. Такая модель типична для русских фамилий: от обиходного варианта имени образовывали отчество с суффиксом -ев, который добавляли к основе, оканчивающейся на мягкий согласный. Так из имени Харлампь и появилась фамилия Харлампьев, а Харлампьева — её женская форма.

Покровителем имени считается Священномученик Харлампий, живший на рубеже II–III веков. На Руси его почитали особым образом — как хранителя от внезапной смерти без покаяния. Согласно жизнеописанию, перед мучительной кончиной святой молился Господу, прося, чтобы на месте, где будут покоиться его мощи, не было глада, мора и тлетворного воздуха, но царили мир и телесное здравие. В ответ он услышал: «Буди по прошению твоему, мужественный мой воине». Поэтому в день памяти святого ему молились об избавлении от «несчастной без покаяния смерти», которая часто становилась следствием бедствий — войн, эпидемий и неурожаев.

Интересно, что в некоторых украинских сёлах почитание святого приобрело иной оттенок: там Харлампий считался покровителем скота, и в его праздник крестьяне обращались к нему с молитвой о благополучии и приплоде домашних животных. Эта деталь показывает, как церковный образ обрастал бытовыми чертами в народном сознании.

Скорее всего, основатель рода Харлампьевых происходил из крестьянской или рабочей среды — именно в этих слоях населения были распространены сокращённые формы имён, которые затем закреплялись в качестве фамилий. Потомок человека по имени Харлампь со временем и получил фамилию Харлампьева. Само имя никогда не было частым, поэтому и фамилия встречается не повсеместно, а сосредоточена в определённых регионах, где память об этом святом была особенно сильна.