Фамилия Кулемеева — женская форма, но разговор о ней начинается с мужского варианта Кулемеев. Это типичная «патронимическая» фамилия, то есть образованная от личного имени или прозвища отца с помощью суффикса -ев (фонетический вариант -ов после мягкого согласного). Основа здесь — Кулемей.

Что такое Кулемей? Самая прямая версия — это диалектная форма имени Кузьма. В русских говорах имя Кузьма (каноническое Косма) давало множество обиходных вариантов: Кузя, Кузька, Куземка, а в некоторых регионах — Кулема и Кулемей. Такая трансформация не редкость: звук [з’] под влиянием мягкого [л’] мог переходить в [л’], давая необычные, но живые формы. Если это так, то предок носителя фамилии был просто Кузьмой, которого в быту звали Кулемеем.

Вторая версия, менее распространённая, но имеющая право на существование, — прозвищное происхождение. В русских говорах слово «кулема» (или «кулёма») означало нечто неуклюжее, мешковатое, а также особый вид ловушки для зверей. Прозвище Кулема мог получить либо нерасторопный, медлительный человек, либо, наоборот, охотник, промышлявший такими ловушками. Форма Кулемей в таком случае — это ласкательный или производный вариант прозвища.

Суффикс -еев указывает на то, что фамилия закрепилась в среде, где было распространено «якающее» произношение или где имя/прозвище оканчивалось на -ей, а не на -а. Это характерно для северных и центральных областей России. Встречаются однокоренные фамилии: Кулемин, Кулеминский, и более редкая Кулемеев. Географически фамилия Кулемеева привязана к Поволжью и Приуралью — именно там фиксируются ранние упоминания крестьян и мещан с такой фамилией.

Таким образом, перед нами фамилия, которая скорее всего ведет родословную от человека по имени Кузьма, но не исключено, что от прозвища, данного за характер или занятие. Точного ответа, какая версия верна для конкретной семьи, без генеалогического исследования не дать, но обе они укладываются в логику русской антропонимии.