Фамилия Хлямов — редкий случай, когда основа неочевидна даже для подготовленного читателя. На первый взгляд, в ней слышится что-то неблагозвучное, но лингвистический разбор уводит в сторону от бытовых ассоциаций.

Словообразовательная модель стандартна: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?»), а значит, в основе лежит прозвище или некалендарное имя Хлям. Вот с этим корнем и начинается главная загадка. В русских говорах слово «хлям» имеет два противоположных значения. В северных и сибирских диалектах хлям — это нерасторопный, вялый человек, размазня. Но в тех же говорах, особенно в архангельских, «хлям» могло означать «жадный, скупой», а также «обманщик, плут». Оба значения — негативные, что типично для древнерусских прозвищ: ими награждали не в обиду, а для того, чтобы «отпугнуть» злых духов или дать характеристику, которая закреплялась за родом.

Есть и вторая, менее очевидная версия. В некоторых областях «хлям» — это диалектное название хлеба или каравая (искажённое от «хлеб»). Если это так, то предок Хлямовых мог быть пекарем или торговцем хлебом. Прямых подтверждений этой гипотезе в ономастических словарях нет, но она объясняет, почему фамилия не стала слишком уничижительной.

Географически фамилия тяготеет к северу и северо-востоку Европейской России: её носители встречаются в Вологодской, Кировской, Архангельской областях, а также в Пермском крае. Это косвенно подтверждает диалектное происхождение от севернорусского «хлям» (нерасторопный человек). Среди однокоренных фамилий — Хлямовский, Хлямин, Хлямкин, но все они редки и не образуют массового гнезда.

Социальный статус первых Хлямовых, скорее всего, был крестьянским или посадским. Фамилия не дворянская и не духовная, а значит, закрепилась в среде свободных или государственных крестьян после отмены крепостного права, когда прозвища из бытового обихода стали официальными фамилиями. Сегодня фамилия встречается редко, что делает её интересным объектом для локальных генеалогических исследований.