Фамилия Кожемяко — из числа тех, что прямо указывают на ремесло предка. В основе лежит прозвище Кожемяка: так в старину называли кожевника, который вручную мял, разминал и выделывал сырую кожу (сыромять). Работа тяжёлая и грязная — кожу надо было отмачивать, соскабливать мездру, а потом долго мять, чтобы она стала мягкой. Из такой кожи шили конскую упряжь, сбрую, ремни, шорные изделия.

Прозвище образовано по продуктивной модели: корень «кож-» (кожа) + суффикс «-ем-» (как в словах «топтать — топтун» или «драть — дерун») + окончание «як/як-о». В украинском и южнорусском говорах суффикс «-яка/-яко» часто давал прозвищам оттенок активного действия: Кожемяка — тот, кто мнёт кожу, кожемяка по роду занятий.

Фамилия распространена прежде всего на Украине и в южных областях России. В украинской ономастике форма на «-яко» (Кожемяко) типична для фамилий, закрепившихся из прозвищ в форме именительного падежа. Это отличает её от русских фамилий на «-ов/-ев» (Кожемякин, Кожемяков), которые возникали позже, при переходе прозвища в наследственное именование через отчество.

В русских летописях известен былинный кожемяка — киевский юноша, победивший печенежского богатыря. Но к фамилии эта легенда прямого отношения не имеет: прозвище Кожемяка было распространённым бытовым именованием, и только много позже, когда ремесло стало фамилией, его связали с древним сюжетом.