Фамилия Помельников напрямую связана со старинным русским прозвищем Помельник, а то, в свою очередь, — с диалектным словом «помельник». В архангельских говорах так называли помело, то есть небольшую тряпичную или перьевую кисть для подметания. Казалось бы, бытовой предмет, но именно он дал жизнь прозвищу, а затем и фамилии.

Смысл прозвища двоякий. С одной стороны, так могли прозвать человека по роду занятий — например, того, кто делал такие кисти или торговал ими. С другой стороны, в переносном значении «помельником» дразнили болтливого человека, который «метёт языком» без устали. Эта вторая версия кажется даже более живой: метафора «мести» легко переносилась на пустую и долгую речь.

Модель образования фамилии проста и типична для русского севера: к прозвищу Помельник добавили притяжательный суффикс -ов, получив отчество «сын Помельника». Со временем это отчество закрепилось как фамилия. Подобные фамилии на -ов/-ев чаще всего возникали в среде крестьян и посадских людей, где прозвища передавались от отца к сыну без изменений.

Редкость фамилии объясняется узостью исходной диалектной основы. Слово «помельник» не было общерусским, оно бытовало преимущественно на Русском Севере, в Поморье. Поэтому искать корни Помельниковых стоит в архангельских и вологодских землях, откуда фамилия позднее распространилась по стране.

Интересно, что однокоренные фамилии — Помелов, Помельников, Помельцев — встречаются реже, чем, скажем, фамилии от названий других орудий труда. Это говорит о том, что прозвище не стало массовым, а осталось локальным, сохранив связь с говором конкретной местности.