Фамилия Клеметьев звучит как редкая разновидность более распространенной фамилии Климентьев, но с характерным для русского бытового произношения упрощением. В основе лежит каноническое имя Клементий (в просторечии Клемен, Клёма), которое восходит к латинскому clemens — «милостивый», «снисходительный». В русской традиции имя давали при крещении, и от его обиходной формы Клеметей (с утратой «н» и смягчением) и была образована отчество-фамилия по стандартной модели: чей сын? — Клеметьев.

Обращает на себя внимание суффикс -ьев, а не более типичный для таких основ -ев. В древнерусском языке после мягких согласных писали именно -ьев (ср. Игнатьев, Сильвестров — от Игнатий, Сильвестр). В случае с Клеметьевым этот суффикс указывает на то, что имя-основа бытовало в форме Клеметей, а не Клемет. Если бы исходником было имя Клемет, фамилия звучала бы как Клеметов. Такая тонкость — хороший маркер для генеалога: предок носителя фамилии почти наверняка звался в обиходе Клеметей.

С точки зрения географии, фамилия Клеметьев — редкая. В дореволюционных справочниках она не упоминается среди распространенных дворянских или купеческих родов. Скорее всего, ее носителями были крестьяне или мещане из центральных и северных губерний России, где имя Клементий и его варианты встречались чаще, чем на юге. Встречающееся иногда написание через «и» — Клемитиев — вторично и отражает неверное осмысление народной формы под церковное книжное произношение.

Интересно, что фамилия Клеметьев стоит в одном ряду с однокоренными Клементьев, Клеменов, Клёмин. Но если Клементьев — фамилия массовая, то Клеметьев — её диалектный или просторечный «младший брат», сохранивший живое народное звучание XVIII–XIX веков. Именно такие редкие варианты особенно ценны для историков языка: они показывают, как на самом деле произносили имена в деревне, вдали от церковной и канцелярской нормы.