Фамилия Ротельмиль — одна из тех, что сразу обращает на себя внимание нехарактерным для русского языка звучанием. Она не вписывается в привычную модель славянских фамилий на -ов, -ин или -ский. Её основа и суффиксальное оформление указывают на немецкое или еврейское происхождение, а точнее — на ашкеназскую традицию фамилий, сложившихся в Германии и Восточной Европе в XVIII–XIX веках.

Словообразовательный анализ показывает, что фамилия, скорее всего, сложносоставная. Первая часть «Ротел» может восходить к немецкому rot (красный) или, реже, к идишскому rotel (красноватый, рыжий). Вторая часть «миль» — вероятно, искажённое mühl (мельница) или milch (молоко). Таким образом, исходное прозвище могло означать «красная мельница» или «красное молоко» — но это звучит как топографическая или профессиональная характеристика, а не буквальное описание. Чаще подобные фамилии обозначали место жительства: например, дом или постоялый двор с вывеской «Красная мельница». В немецких землях такие названия домов (Hausnamen) нередко переходили в фамилии их владельцев.

Вторая гипотеза — связь с именем. «Ротель» могло быть уменьшительной формой от имени Рот (Roth) или Рудольф в южнонемецких диалектах, а «миль» — самостоятельным элементом, позже приросшим. Однако эта версия менее убедительна, так как двусоставные фамилии без служебных частей (вроде -зон, -штейн) в немецкой ономастике чаще описывают объект, а не человека.

Географически фамилия редкая. В дореволюционных российских источниках она почти не встречается, что говорит о её позднем появлении в Российской империи — скорее всего, в результате миграции немецких колонистов или еврейских переселенцев в конце XIX века. В современной России носители фамилии единичны, и основная их часть сосредоточена в крупных городах, куда фамилия попала уже в советское время.

Социальный контекст прост: носитель такой фамилии, вероятно, происходил из среды ремесленников или мелких торговцев, а не из дворянства — немецкие и еврейские фамилии с предметной основой редко давали аристократам. Если это еврейская ветвь, то фамилия могла быть искусственно присвоена при переходе к обязательным фамилиям в Австрийской империи или Пруссии в начале XIX века, где чиновники часто переводили прозвища на немецкий или давали их по названию дома.