Фамилия Хелемеля — редкий случай, когда прозвище застыло в форме, почти не тронутой стандартными фамильными суффиксами. В ней нет типичных русских -ов, -ев или -ин, нет украинского -енко или польского -ский. Это указывает на то, что перед нами, скорее всего, застывшая форма прозвища, которое перешло в фамилию без дополнительного оформления. Такое часто встречается на западнорусских и украинских землях, где прозвища могли становиться фамилиями напрямую.

Основа фамилии — «хелемеля» — звучит как экспрессивное, возможно, звукоподражательное или ироничное прозвище. В украинских и южнорусских говорах слова с корнем «хеле-» или «хили-» часто связаны с понятиями «хилый», «слабый», «гнуть», «клонить». «Хелемеля» могло означать нерасторопного, неуклюжего или медлительного человека — того, кто «хилится», то есть ходит сгорбившись, или делает всё вяло, «через пень колоду». Другая версия, менее вероятная, но допустимая, — связь с диалектным «хелемесить» (делать кое-как, путать). В таком случае прозвище давали путанику или растяпе.

С географической точки зрения фамилия тяготеет к западным регионам бывшей Российской империи. Наибольшая концентрация носителей исторически фиксируется в Подолье, на Волыни и в соседних районах Беларуси. Это подтверждает и модель словообразования: чистая основа без суффикса — типичный признак украинских и белорусских прозвищных фамилий, которые не прошли через московскую бюрократическую унификацию.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Хилько, Хиленко, Хелемский) показывает, что корень «хил-/хеле-» был продуктивным для прозвищ, описывающих внешность или характер. Но если Хилько образовано с уменьшительным суффиксом, то Хелемеля сохранило исходную, возможно, более грубую и насмешливую форму. Социальный статус первых носителей, скорее всего, был крестьянским или казацким — фамилии такого типа редко встречались у дворянства.

Таким образом, фамилия Хелемеля — это прозвище, данное, вероятно, медлительному или неловкому человеку, которое закрепилось за его потомками без изменений. Она сохранила живую народную речь, почти не тронутую канцелярской обработкой, и потому особенно интересна как образец нестандартной ономастики.