Фамилия Кульметьевы — редкий случай, когда в основе лежит не одно, а сразу несколько возможных прозвищ, и разобраться в них интереснее, чем просто найти единственный корень. Сама фамилия образована по стандартной русской модели: прозвище Кульметя плюс типичный фамильный суффикс -ев, который указывает на принадлежность («чей?» — сын Кульмети). Ударение в исходном прозвище, скорее всего, падало на второй слог.

Основная версия отталкивается от сложения двух слов. Первая часть — «куля» — могла прийти из польского языка, где kula означает «пуля». Вторая часть — «меть» — связывается с польским же met (галоп, бег). Получается «пуля-галоп» — образное прозвище для человека быстрого, стремительного, который всё успевает и везде поспевает. Такая модель сложения двух корней в прозвище (сравните: Скоробогатый, Горемыка) встречается, хотя и не часто, и здесь она выглядит вполне естественной.

Вторая версия — более приземлённая и связана с рыболовным промыслом. В русских говорах есть слово «кульма» — так называют часть невода, горло или хвост сети. Отсюда могло возникнуть прозвище Кульметя для человека, который плёл сети, чинил их или промышлял рыбной ловлей. Эта гипотеза тоже правдоподобна, особенно если учесть, что фамилия могла закрепиться в регионах с развитым рыболовством, например, на Волге или Урале.

Менее убедительна попытка вывести фамилию из арабских корней (kui — «раб» и matin — «крепкий»). Словообразовательная цепочка здесь слишком натянута: тюркские и арабские заимствования в русских прозвищах обычно проходят через более простые и понятные формы, а не через составные конструкции с редкими лексемами. К тому же, суффикс -ев указывает на славянскую, а не восточную модель образования фамилии.

Что характерно для Кульметьевых — это отсутствие типичных дворянских или крестьянских маркеров в написании. Фамилия не переделывалась под книжные формы на -ский, не имела варианта с двойным «т» и не меняла окончание под влиянием церковнославянского языка. Она осталась в той живой, разговорной форме, в которой и возникла. Это говорит о том, что её носители, скорее всего, относились к непривилегированным сословиям — государственным крестьянам, однодворцам или посадским людям, у которых фамилии фиксировались так, как их произносили в быту. Точное время и место возникновения фамилии не установлены, но её структура и лексика указывают на центральные или южнорусские земли, где были сильны польские и западнорусские говоры.