Фамилия Кулемзин образована от прозвища Кулемза. В его основе — глагол «кулемесить», который в русских говорах имел целый веер значений: болтать вздор, производить сумбур и путаницу, суетиться без толку, а то и колотить кого-то. Соответственно, Кулемзой (или Кулемесей) в старину называли человека беспокойного, суетливого, драчуна или пустого болтуна — прозвище метко схватывало особенность характера.

Словообразовательная модель здесь прозрачна: суффикс -ин указывает на принадлежность («чей?»), то есть Кулемзин буквально означает «сын Кулемзы». Такая патронимическая модель — одна из самых распространённых в русских фамилиях, и в этом смысле Кулемзин ничем не отличается от тысяч фамилий на -ин, образованных от прозвищ.

Географически фамилия тяготеет к южнорусским и поволжским областям, где глагол «кулемесить» был особенно употребителен. Встречаются и однокоренные фамилии — Кулемесов, Кулемесихин, — но Кулемзин остаётся самым частотным вариантом.

Споров о происхождении основы почти нет: все версии сходятся к «кулемесить». Альтернативные гипотезы, связывающие прозвище с тюркскими корнями, выглядят натянуто — русская диалектная лексика даёт исчерпывающее объяснение без привлечения заимствований.

Так что предок современных Кулемзиных был, скорее всего, человеком заметным — шумным, деятельным, не дающим скучать окружающим. Прозвище закрепилось за ним настолько прочно, что пережило века и превратилось в фамилию, которую носят уже далёкие потомки.