Фамилия Нисмеляйнина — редкий случай, когда финская по происхождению основа получила русский суффикс принадлежности, причём в женском роде. В исходном виде, без окончания -а, фамилия звучала бы как Нисмеляйнин. Это типичная модель для северо-западных регионов России, особенно для Карелии и бывшей Выборгской губернии, где финно-угорские фамилии адаптировались под русскую грамматику.

Корень фамилии — «нисмеляйне» (фин. nisumyllynen или диалектное nisemyllynen) — восходит к словосочетанию «пшеничная мельница». В финском языке nisu означает «пшеница», а mylly — «мельница». Суффикс -nen в финских фамилиях указывает на принадлежность к чему-то или происхождение откуда-то, примерно как русское «-ский» или «-ов». Таким образом, Нисмеляйня — это, скорее всего, название хутора или местности, где стояла мельница для пшеницы, а Нисмеляйнин — «выходец с хутора Пшеничная Мельница». Женская форма Нисмеляйнина закрепилась в русских документах, когда женщину записывали по отцу или мужу с окончанием -а, как это было принято в метриках и переписях.

Словообразовательная модель необычна: финский суффикс -nen превратился в русское -н-, а затем добавился типичный русский суффикс -ин- (как в фамилиях Пушкин, Ильин). То есть мы видим гибрид: финская основа + финский суффикс + русский суффикс + русское окончание. Такая цепочка встречается нечасто и говорит о том, что фамилия формировалась на стыке культур, скорее всего, в XIX — начале XX века, когда финских крестьян массово вносили в метрические книги на русском языке.

Географически фамилия тяготеет к территории современной Ленинградской области и Карелии, к бывшим приходам Северо-Западного Приладожья. В чисто финской среде фамилия осталась бы в форме Нисмеляйнен (Nisumyllynen), но именно вариант Нисмеляйнин (и его женская форма) — это уже русский документированный след. Предки носителя фамилии были, скорее всего, крестьянами-земледельцами или мельниками, жившими на собственном хуторе. Никаких дворянских корней здесь нет — это чисто крестьянская, локальная фамилия, почти не встречающаяся за пределами указанных регионов.