Фамилия Ротэрмиль — редкий случай, когда происхождение читается почти буквально, но не по-русски. Если разобрать её на части, то немецкая основа проступает отчётливо: «Рот» (rot — красный) и «Эрмиль» (вариант имени Hermil или производное от Ermel — рукав). В немецкой ономастике такие сложные фамилии часто указывали либо на прозвище по внешности («красный рукав» — возможно, человек, носивший яркую одежду или имевший родимое пятно), либо на профессию, связанную с окрашиванием ткани. Вторая версия — искажённое Rotermund («красный рот»), но фамилия Ротэрмиль встречается преимущественно в варианте с «-эрмиль», что склоняет к первой трактовке.

По географии фамилия явно привязана к регионам, куда в XVIII–XIX веках переселялись немецкие колонисты — Поволжье, юг Украины, Причерноморье. В метрических книгах лютеранских приходов Саратовской губернии изредка попадаются Ротэрмили, причём написание плавало: Rotermil, Rotermill, Ротермиль. В русском языке фамилия не получила типичных суффиксов (-ов, -ин), потому что её не адаптировали под местную модель — она так и осталась «немецкой» в написании, что редкость для фамилий, попавших в Россию до XX века.

С точки зрения словообразования, Ротэрмиль — чистая композита (сложение двух основ) без русского суффикса. Это значит, что фамилию не «русифицировали» и не переделывали в притяжательную форму. Предки носителя, скорее всего, были колонистами-ремесленниками или крестьянами, а не дворянами: немецкие сложные фамилии у простых сословий часто возникали из бытовых прозвищ. Если искать аналоги, то ближайшие — Ротермунд, Ротенберг, но Ротэрмиль стоит особняком из-за второго компонента: «Эрмиль» встречается и как самостоятельное имя (от древневерхненемецкого ermen — «великий»), так что возможна и патронимическая версия — «сын Красного Эрмиля».

В современной России фамилия крайне редкая. По открытым базам данных, носители сосредоточены в Саратовской области и в Москве — следствие миграции потомков немецких колонистов в XX веке. Поиск по архивам затруднён из-за вариативности написания: в советских документах могли записать и как Ротермиль, и как Ратермиль. Но именно форма Ротэрмиль с буквой «э» — наиболее близкая к немецкому оригиналу, что указывает на сознательное сохранение произношения в семье.