Фамилия Омелечкин — редкий случай, когда корень слова почти не изменился за столетия, а суффикс выдаёт конкретную модель образования. В основе лежит имя или прозвище Омелечка. Это уменьшительно-ласкательная форма от крестильного имени Емельян (в народном произношении — Омельян). Имя Емельян восходит к греческому «Эмилианос» — «ласковый», «приветливый». На русской почве начальное «Е» перешло в «О» (явление «ёканья»), и имя зазвучало как Омельян. От него образовали обиходную форму Омелечка — через суффикс -к-, который в древнерусском языке придавал имени оттенок ласки или принадлежности к младшему члену семьи.

Суффикс -ин в фамилии Омелечкин указывает на притяжательное значение: «чей?» — Омелечкин, то есть сын Омелечки. Такая модель типична для северных и центральных областей России, где фамилии на -ин образовывались от имён и прозвищ, оканчивающихся на -а, -я. В отличие от фамилий на -ов (от основ на твёрдый согласный), Омелечкин чётко говорит о том, что предка звали именно Омелечка, а не Омелечко или Омельян.

География фамилии узкая. По данным современных телефонных справочников и баз ЗАГС, основная масса Омелечкиных сосредоточена в Поволжье — в Самарской, Саратовской и Ульяновской областях. Встречаются единичные носители в Сибири, но это, скорее всего, переселенцы времён Столыпинской аграрной реформы. Фамилия не попала в списки дворянских родов, не фиксируется в боярских книгах. Это однозначно крестьянская или мещанская фамилия: её носителями были землепашцы, ремесленники или однодворцы — потомки служилых людей, охранявших южные границы.

Любопытная деталь: в некоторых говорах слово «омелечка» могло быть прозвищем по профессии — так называли человека, который занимался ловлей птиц силками (от диалектного «омель» — силок, петля). Однако эта версия менее вероятна, чем антропонимическая: в письменных источниках XVIII–XIX веков форма Омелечка встречается исключительно как личное имя, а не прозвище по ремеслу. Так что предки современных Омелечкиных, скорее всего, были просто «Емельяновы внуки», чьё имя со временем обросло уменьшительным суффиксом и закрепилось в фамилии.