Фамилия Кремлев чаще всего происходит не от кремля как крепости, а от слова «кремель» — так раньше называли кремень. Прозвище Кремель давали мастерам, которые добывали кремень на продажу, или же людям с тяжелым, упрямым нравом — «твердым, как кремень». Со временем гласная «е» в прозвище выпала, и получилась форма «Кремль», от которой и образовалась фамилия с типичным русским суффиксом -ев, указывающим на принадлежность («чей?» — Кремлев).

Суффикс -ев, а не -ов, появляется здесь по фонетической причине: после мягкого согласного «л» пишется «е». Это стандартная модель для фамилий, образованных от прозвищ и имен, оканчивающихся на мягкий согласный.

Есть и другая, менее вероятная версия — что фамилия все же связана с архитектурным термином «кремль». В уральских говорах так называли каменный гостиный двор или центральную часть заводского поселения. Прозвище Кремль могли дать человеку, жившему рядом с кремлевскими стенами или в такой центральной части поселения. Однако эта гипотеза уступает первой по убедительности: связь с кремнем и личными качествами человека встречается в русских фамилиях гораздо чаще, чем топонимические прозвища от названий городских укреплений.

Третья, совсем редкая версия отсылает к слову «кремель» в значении «твердый, трудный для обработки участок ствола дерева». В этом случае прозвище также могло закрепиться за упрямым или неуступчивым человеком.

Таким образом, в большинстве случаев предки Кремлевых были либо ремесленниками-кремнедобытчиками, либо людьми с крутым нравом — прозвище отражало их характер, а не место жительства.