Фамилия Помелова образована от прозвища или мирского имени Помел. В основе лежит слово «помело» — палка с привязанным пучком веток или мочала для обметания печного пода и золы, для чистки дымохода. Человек мог получить прозвище Помел по роду занятий: печник, трубочист, либо тот, кто следил за порядком в бане или кузнечном горне, где помелом сметали угли. В переносном смысле прозвище могли дать неопрятному человеку или, напротив, тому, кто отличался чистоплотностью — «выметал всё подчистую».

Суффикс -ов указывает на типичную русскую патронимическую модель: Помелов — сын Помела. Женская форма Помелова закрепилась в документах по мужу или отцу. Фамилия редкая, встречается в центральных и северных областях России, особенно в Вологодской и Архангельской губерниях, где печное дело и банный быт были распространены повсеместно. В ономастических справочниках фамилия не имеет однозначной привязки к дворянству или духовенству — скорее всего, это крестьянская или ремесленная фамилия.

Интересная деталь: в старых говорах слово «помело» могло означать не только орудие, но и болтливого человека («мелет языком, как помелом»). Таким образом, не исключена и вторая версия происхождения — прозвище Помел могли дать говорливому, пустословному человеку. Однако первая, профессиональная версия выглядит убедительнее: фамилии от названий орудий труда чаще возникали по реальному занятию, а не по случайной черте характера.