Фамилия Кульментьева — женская форма от Кульментьев, и её разбор стоит начать с неочевидного на первый взгляд корня. Вопреки возможной догадке, основа здесь не от слова «культ» или «ментальный», а от крестильного имени Клемент (Климент), которое в русской народной традиции давало множество производных форм. Имя Клемент (от лат. «милостивый») в обиходе звучало как Клементий, Клим, а в просторечии — Кульментий. Именно эта народная форма, с заменой начального «Кле-» на «Куль-», и легла в основу фамилии.

Модель образования типична для русских фамилий XVI–XVII веков: суффикс -ев присоединялся к основе, оканчивающейся на мягкий согласный. В данном случае от имени Кульментий сначала образовали отчество Кульментьев («сын Кульментия»), которое затем закрепилось как фамилия. Суффикс -ев, а не -ов, указывает на то, что конечный звук основы был мягким (ть). Это характерно для фамилий, образованных от имён на -ий: Кузьмин — от Кузьмы, но Кульментьев — от Кульментия.

Географически фамилия редкая и тяготеет к северным и центральным областям России, где народные формы церковных имён сохранялись дольше всего. Встречается в основном в Вологодской, Архангельской и Костромской областях, а также в Зауралье, куда переселенцы уносили с собой старые прозвищные варианты. В документах XVII века можно найти упоминания крестьян Кульментия или Кульки (уменьшительное от Кульментий) в переписных книгах Русского Севера.

Есть и менее вероятная, но любопытная версия: связь с диалектным словом «кульмень» — так в некоторых говорах называли неуклюжего, медлительного человека. Однако эта гипотеза слабая, поскольку суффикс -ев в таком случае образовывал бы фамилию от прозвища Кульмень (Кульменев), а не от имени с мягким окончанием. Правдоподобнее держаться за церковное имя: подавляющее большинство русских фамилий на -ев с основой на -тий восходят именно к календарным именам.

Таким образом, предки Кульментьевых — скорее всего, крестьяне или посадские люди, носившие в быту имя Кульментий. Фамилия не получила дворянского распространения и осталась в низовых сословиях, где народная этимология перекраивала официальные имена на свой лад.