Фамилия Новомленцева — редкий случай, когда географический корень «законсервировал» старую форму прилагательного. В основе лежит не имя и не профессия, а топоним: село, деревня или урочище с названием Новомленка или Новомленое. Прилагательное «новомленый» означало «недавно смолотый» (от «молоть»), и в XVI–XVII веках так могли называть новую мельницу или поселение при ней. Сравните с фамилиями Новомлинский, Молчанов — тот же корень, но с разными суффиксами.

Формант -ев (женский вариант -ева) указывает на принадлежность: Новомленцев — это «сын человека из Новомленок». Окончание -а в женском роде — стандартная русская модель, но сама фамилия звучит как застывшая форма родительного падежа множественного числа: «из дома Новомленцевых». Такая конструкция типична для фамилий, образованных от названий сел, и редко встречается у фамилий от прозвищ.

Географически фамилия тяготеет к южнорусским и украинским регионам, где топонимы с корнем «млин» (мельница) особенно распространены. В переписных книгах XVII века по Белгородской и Воронежской губерниям встречаются «новомленые места» — участки, где только построили мельницу. Предки носителей фамилии, скорее всего, были крестьянами или мельниками из такого поселения. Второй, менее вероятный вариант — прозвище «Новомленый» дали человеку, который привез свежую муку с новой мельницы, но топонимическое происхождение убедительнее: фамилия слишком точно повторяет структуру сельских названий.

В современных справочниках фамилия нечастотна, что подтверждает её узкую локальную привязку. Если вы ищете свои корни, стоит проверить списки населённых мест Курской, Воронежской и Харьковской губерний конца XIX века — там с большой вероятностью найдётся деревня Новомленка или похожий топоним.