Фамилия Клементьева — одна из тех, что образована от крестильного имени, и её основа — мужское имя Климент (или Климентий). В русской традиции имя бытовало в двух формах: полной церковной Климентий и краткой разговорной Клим. Само имя восходит к греческому, но его значение спорно: с латинского его переводят как «милостивый», а с греческого — как «виноградная лоза». В фамилии гласный «и» в корне сменился на «е» — это результат исторических изменений в языке или влияния местных говоров. Поэтому потомки человека по имени Климентий со временем стали Клементьевыми.

Словообразовательная модель здесь стандартная: суффикс -ев- указывает на принадлежность («чей?»), то есть «сын Клементия» или «из семьи Клементия». Фамилия закрепилась в форме женского рода — Клементьева, хотя её мужской вариант — Клементьев.

По истории известно, что существовал русский дворянский род Клементьевых. Его родоначальником считают Ивашку Алексеевича Клементьева, который получил поместье в Новгородской области в 1495 году. В XVI веке упоминается Фуник Клементьев — голова в Тарвасте (1573). В Смутное время, в 1610 году, Дмитрий Кириллович и Назар Афанасьевич Клементьевы были пожалованы вотчинами за московское осадное сиденье. Позже, в XIX веке, известен сенатор Никтополион Михайлович Клементьев (умер в 1871). Клементьевых вносили в VI часть родословной книги по Ярославской и Вологодской губерниям — это давало право на потомственное дворянство, а во II часть — по Костромской губернии.

Таким образом, фамилия Клементьева не только указывает на имя предка, но и связана с конкретным дворянским родом, оставившим след в истории северо-западных и центральных губерний России.