Фамилия Памолейко — редкий случай, когда географическая привязка перевешивает семантику корня. Её ареал почти целиком ограничен Гродненской областью Беларуси и прилегающими районами современной Польши. Это сразу указывает на западно-белорусское или польско-литовское пограничье как на родину носителей.

Словообразовательная модель здесь прозрачна: суффикс -ейко (-ейк-) типичен для белорусских и польских фамилий, образованных от прозвищ или имён. Он часто встречается в Гродненщине и на Витебщине (вспомним хотя бы фамилию Адамейко). Суффикс -ейко — это уменьшительная или патронимическая форма, то есть Памолейко — «сын или потомок Памола» или «маленький Памол». Вопрос упирается в основу «Памол-».

Самая правдоподобная версия связывает основу с глаголом «молотить». В белорусских говорах «памалаціць» означает «помолотить», а «памол» — это результат молотьбы, обмолоченное зерно. Прозвище Памол могли дать крестьянину, который отвечал за молотьбу, или же человеку, который подбирал остатки зерна после молотьбы — в любом случае, прозвище уходит корнями в земледельческий быт. Менее вероятна связь с «мол» (насыпь, дамба), так как для западно-белорусских земель это нехарактерно, но полностью исключать её нельзя — в польском «pomol» может означать «насыпь» или «плотина», что тоже могло стать прозвищем по месту жительства.

Интересно, что фамилия не зафиксирована в старых московских боярских списках или реестрах запорожских казаков. Это чисто крестьянская фамилия из белорусского Полесья. Вероятнее всего, предки носителей Памолейко были крепостными в имениях магнатов Сапег или Радзивиллов на территории современной Гродненской области. В польских переписях XIX века фамилия встречается в деревнях вокруг Белостока и Сокулки.

Ударение в фамилии, судя по современным носителям, падает на второй слог — Памолéйко. В старых записях встречаются варианты написания: Памолейка, Памолайко, но основная форма устоялась именно с окончанием -ейко.