Фамилия Хомлев — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти наверняка связано не с характером или внешностью, а с конкретным предметом быта. Корень здесь — «хомель» или «хомля». В старых русских говорах так называли корзину, лукошко или большую плетёную кошёлку. Человек, получивший прозвище Хомель, скорее всего, занимался плетением таких корзин, торговал ими или просто часто носил с собой заметную всем корзину. Версия о связи с городом Хмельник или рекой Хомля (приток Оки) менее вероятна: суффикс «-ев» указывает на патронимическое происхождение («чей?» — сын Хомля), а не на топонимическое.

Модель образования проста: к основе «Хомл-» добавили типичный русский суффикс принадлежности «-ев». Получилось: «чей сын?» — Хомлев. Фамилия закрепилась в центральных и южнорусских областях, где диалектное слово «хомля» было в ходу. По сословной принадлежности предки могли быть как крестьянами, так и ремесленниками — плетение корзин было делом небарским, но востребованным в хозяйстве.

Любопытная деталь: в некоторых говорах «хомлей» называли не только корзину, но и неуклюжего, неповоротливого человека — по ассоциации с громоздким предметом. Однако это значение, скорее, вторичное, прозвище по ремеслу встречается чаще. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» подобные образования (Хомяков, Хомутов) разбираются как прозвищные от бытовых реалий, и Хомлев стоит в том же ряду.

Фамилия нечастотная, носители её встречаются в основном в Воронежской и Тамбовской областях, а также среди потомков переселенцев на Урал. Известных исторических личностей с этой фамилией не зафиксировано, что только подтверждает её «народное» происхождение — без привязки к дворянским родам или духовенству.