Фамилия Кременева — женская форма от Кременев, и её происхождение напрямую связано с твёрдым, как камень, прозвищем или профессией. Основа — слово «кремень». В русских говорах так называли не только камень для высекания огня, но и человека: упрямого, стойкого, несговорчивого. В словаре В. И. Даля «кремень» в переносном смысле — «скупой, крепкий, жёсткий» человек. Прозвище Кремень могли дать либо за характер, либо за ремесло — например, мастеру по выделке кремней для ружейных замков (такое занятие было востребовано до XIX века).

Модель образования типична для русских фамилий: суффикс -ев присоединился к основе Кремень, дав отчество-прозвище «Кременев сын». Форма Кременева, соответственно, означает «жена или дочь Кременева». Суффикс -ев, а не -ов, указывает, что основа оканчивалась на мягкий согласный (нь). Это стандартная и прозрачная словообразовательная схема, без редких исключений.

Географически фамилия встречается не повсеместно, но имеет очаги в центральных и южных областях России. В переписных книгах XVII века можно найти крестьян и посадских людей с прозвищем Кремень, от которого фамилия и пошла. Сословно предки Кременевых чаще всего были крестьянами или ремесленниками, хотя дворянские роды с такой фамилией тоже существовали — например, в Тамбовской губернии.

Интересная деталь: в некоторых говорах слово «кремень» произносили с ударением на второй слог — «кремЕнь». Это могло повлиять на написание фамилии в старых документах (КремЕнев), но в современном русском языке устоялся вариант КрЕменев. Однокоренные фамилии — Кремнёв, Кремнев, Кременцов — все восходят к тому же корню, но различаются суффиксами и диалектными формами.