Фамилия Хмелянина — женская форма, а мужская, соответственно, Хмелянин. Такая пара указывает на то, что фамилия образована по «семейной» модели: не от отца, а от главы дома, прозвище которого было Хмеляня. Суффикс -ин в русских фамилиях означает принадлежность: «чей?» — Хмелянин, то есть сын или дочь Хмеляни.

Сама основа — «хмель» — сразу вызывает ассоциацию с растением, из которого варят пиво. Но здесь не прямой корень, а уменьшительно-ласкательная форма: Хмеляня. В старину так могли прозвать человека, который либо выращивал хмель, либо торговал им, либо просто любил хмельные напитки. Возможен и переносный смысл: «хмельной» в значении «весёлый, шумный, слегка бесшабашный». Учитывая, что фамилия редкая, скорее всего, прозвище было личным, а не профессиональным — не каждый хмелевод получал такое имя, а вот за характер — запросто.

С точки зрения географии, фамилия Хмелянин и её производные встречаются в основном в западных и центральных областях России, а также на Украине и в Беларуси — в регионах, где хмель традиционно выращивали. Однако суффикс -ин (а не -енко или -ук) указывает на русскую адаптацию, а не на украинскую или белорусскую модель. В словарях русских фамилий (например, в работах Б. Унбегауна) подобные образования на -яня с суффиксом -ин фиксируются как характерные для северных и среднерусских говоров, где ласкательные формы были особенно популярны.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями — Хмелёв, Хмельницкий, Хмельников, — то Хмелянина стоит особняком: она не от названия растения напрямую, а от прозвища, которое уже само по себе было производным. Это значит, что предок носителя был не просто «хмелем», а «Хмеляней» — человеком, чьё прозвище звучало по-домашнему, с оттенком фамильярности. Вероятно, в деревне его знали все, и фамилия закрепилась именно в этой форме.

Никаких сведений о дворянском происхождении или известных исторических личностях с такой фамилией нет — это крестьянская или мещанская фамилия, которая возникла в среде, где прозвища давали по бытовым признакам.