Фамилия Лемеха — редкий случай, когда прозвище перешло в фамилию почти без изменений, сохранив исходную форму. В русских фамилиях на -а обычно закрепляются либо украинские модели (Лемеха, Паливода), либо прозвища, которые не стали адаптировать стандартными суффиксами -ов/-ев. В основе — слово «лемех», режущая часть плуга, сошник. Прозвище Лемеха могли дать крестьянину, который хорошо владел сохой, либо кузнецу, делавшему лемехи. В говорах встречается и переносное значение — «упрямый, несговорчивый человек», «тот, кто «пашет» своё». Поскольку слово общеславянское, фамилия встречается у русских, украинцев и белорусов, но географически тяготеет к южнорусским и украинским областям — там, где пахотное земледелие было основным занятием. В русской среде фамилию могли записать как Лемехов, но форма Лемеха сохранилась у тех, кто унаследовал прозвище без переделки, особенно в казачьих и крестьянских родах. По сословной принадлежности предки почти наверняка были земледельцами или ремесленниками, связанными с сельскохозяйственным инвентарём. В ономастике фамилия Лемеха нечастая, не попала в массовые списки дворянских родов, и это косвенно подтверждает её народное, трудовое происхождение.