Фамилия Омшеева — редкая, и её происхождение не лежит на поверхности. В ней нет суффиксов -ов/-ев или -ин, которые обычно указывают на прямое отчество, но есть окончание -ев, характерное для фамилий, образованных от основ на мягкий согласный. Однако сама основа «Омше-» не встречается в списках канонических крестильных имён. Скорее всего, она восходит к прозвищу или мирскому имени Омша (Омшей). В русских говорах слово «омша» (или «омшанник») означало сруб, утеплённый мхом, — неотапливаемую клеть для хранения зерна или зимовки пчёл. Прозвище Омша могли дать плотнику, который строил такие срубы, или человеку, жившему в большой холодной избе. Есть и другая, менее вероятная версия: связь с диалектным «омшеть» — зазеленеть, покрыться мхом, что могло быть характеристикой медлительного или «заросшего» человека.

Поскольку фамилия оканчивается на -ев, а не на -ин, она образована от формы на -а/-я: Омша → Омшев. В женском варианте Омшеева окончание указывает на принадлежность роду Омшеевых. Географически фамилия привязана к северным и центральным областям России, где слово «омша» было в ходу: в Архангельской, Вологодской, Костромской губерниях. Там же встречаются однокоренные фамилии — Омшанов, Омшин, Омшаров. Среди носителей фамилии Омшеева нет известных публичных фигур, что подтверждает её локальный, крестьянский характер. Вероятнее всего, предки носителя фамилии были небогатыми людьми, занимавшимися строительным ремеслом или пчеловодством в лесной полосе России.