Фамилия Хмалева — женская форма фамилии Хмалев, и её происхождение напрямую связано с прозвищем или нецерковным именем Хмаль. В основе лежит слово «хмель» (в диалектном произношении «хмаль»), которое в старину могло относиться не только к растению, но и к человеку. Прозвище Хмаль могли дать любителю хмельных напитков, владельцу хмельника или человеку с лёгким, «пьянящим» нравом — весёлому и общительному.

Словообразовательная модель типична для русских фамилий: суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягкого согласного) указывает на принадлежность — «сын Хмаля» или «из рода Хмалевых». Ударение в фамилии, скорее всего, падает на первый слог: Хма́лев, хотя в разных регионах возможны варианты.

Географически фамилия Хмалев и Хмалева встречается в южнорусских и западнорусских областях, где диалектное «хмаль» вместо «хмель» особенно распространено — например, в Брянской, Калужской, Смоленской губерниях. Встречается она и на Украине, где слово «хміль» также дало фамилию Хмаль, а её производные — Хмаленко, Хмалюк.

В ономастических словарях (например, у Б. Унбегауна) фамилии на -ев от названий растений и прозвищ описываются как характерные для крестьянской и посадской среды. Значит, предки носительницы фамилии Хмалева в XV–XVII веках могли быть крестьянами, занимавшимися выращиванием хмеля, либо ремесленниками, варившими пиво, либо просто людьми, получившими прозвище за характер. Сословная принадлежность не закреплена — фамилия могла возникнуть и у боярского холопа, и у свободного земледельца.