Фамилия Лемнева — это женская форма фамилии Лемнев, которая образована от прозвища Лемень. В основе фамилии лежит не церковное имя, а прозвище, и её происхождение связано с несколькими версиями, каждая из которых открывает разные стороны жизни предков.

Первая версия ведёт в Сибирь, где в говорах бытовало слово «леменина» — так называли листовой табак, который клали за щеку или за губу. Лемнем могли прозвать любителя или торговца жевательным табаком. Вторая гипотеза обращается к эрзянскому языку: слово «лем» означает «имя». В этом случае прозвище могло указывать на человека, получившего имя в честь кого-то или, напротив, на того, кто давал имена. Третья версия связана с финно-угорским «ильмень» — низиной, поросшей ельником. Тогда Лемень — это прозвище по месту жительства: предок мог жить в лесистой низине.

В русской ономастике фамилия Лемнев строится по типичной модели: к основе Лемень добавился суффикс -ев, который указывает на принадлежность («чей?» — Лемнев). Суффикс -ев, а не -ов, объясняется тем, что основа заканчивается на мягкий согласный. Так потомок человека по прозвищу Лемень стал Лемневым, а его дочь или жена — Лемневой. Фамилия редкая, и её география тяготеет к северным и восточным регионам России, где сильны следы финно-угорских языков и сибирских говоров.