Фамилия Пелемени — редкий случай, когда основа слова не оставляет сомнений в том, что перед нами искусственное, книжное или школьное прозвище. Само слово «пельмень» в русском языке закрепилось не ранее XVIII века, придя из коми-пермяцкого «пельнянь» — буквально «ухо-хлеб». Но фамилия Пелемени, а не Пелеменев или Пелеменский, указывает на другое: её финаль -и характерна для фамилий украинского, белорусского или польского происхождения, образованных от прозвищ в именительном падеже множественного числа. То есть Пелемени — это «те самые пельмени», прозвище, данное человеку за любовь к этому блюду, за круглую форму лица или за медлительность (как вареник, который долго варят).

Однако написание через «е» во втором слоге (Пелемени, а не Пельмени) — важная деталь. Оно может отражать диалектное произношение или, что вероятнее, простонародную адаптацию: в устной речи безударное «е» звучало как «и», а на письме закрепился вариант с «е» по аналогии с другими словами. Встречается и версия, что это не от «пельменя», а от редкого прозвища Пелемя — от диалектного «пелемя» (племя, родня), но тогда логичнее была бы форма Пелемяев или Пелемин. В пользу «пельменной» гипотезы говорит и то, что фамилия встречается в основном в западных регионах бывшей Российской империи, где украинская модель на -и была распространена.

Сословно предки носителей фамилии Пелемени, скорее всего, относились к крестьянам или мещанам — в дворянской среде такие «кулинарные» прозвища не приживались. Фамилия не попала в массовые реестры, не имеет известных исторических носителей и остаётся локальной, штучной. Её главная ценность — в прозрачной, почти шутливой этимологии: человек, которого в деревне прозвали Пельменями, и его потомки стали Пелемени.