Фамилия Нематёв — один из тех случаев, когда написание расходится с очевидной догадкой. На слух её легко принять за производную от слова «нематода» (паразитический червь) или от «нематый» (не имеющий мата, то есть нецензурной брани). Ни то, ни другое к происхождению фамилии отношения не имеет. Корень здесь — диалектное прилагательное «нематый» в значении «слабый, неспособный, неумелый», а в некоторых говорах — «незрелый, недозрелый» (о плодах). Так могли прозвать человека физически хилого, медлительного или, напротив, неопытного в каком-то деле.

Словообразовательная модель типична для русских фамилий: основа на твёрдый согласный плюс суффикс -ёв. Ударение в фамилии падает на последний слог — Нематёв, что как раз характерно для производных от прилагательных с суффиксом -ат- (ср. Бородат — Бородатёв, Горбат — Горбатёв). Суффикс -ат- в исходном прозвище указывал на обладание признаком: «нематый» — тот, кто «немат», то есть слабоват или недозрел.

В письменных источниках фамилия встречается редко, что говорит о её локальном бытовании. Наиболее вероятный ареал — северные и северо-западные области России, где диалектное слово «нематый» фиксировалось этнографами. В центральных и южных регионах это прозвище почти не известно. По сословной принадлежности предки Нематёвых, скорее всего, были крестьянами или посадскими людьми — фамилия образована от прозвища, а не от имени или профессии, что характерно для непривилегированных слоёв.

Интересно, что фамилия могла возникнуть и как охранительное прозвище. В народной традиции ребёнку с плохим здоровьем давали имя-оберег со значением «слабый», «хилый» — чтобы злые духи не позарились на сильного. Парадокс в том, что прозвище Нематый со временем закрепилось за родом, который, возможно, никакой слабостью не отличался. Так фамилия, изначально отражавшая недостаток, стала просто родовым именем.