Фамилия Серёмин — классический пример русского «патронимического» суффикса -ин, который указывает на принадлежность: «чей?» — Серёмин, то есть сын или потомок Серёмы. В основе лежит не полное имя, а его обиходная, разговорная форма. Серёма — это производное от канонического имени Сергей, которое восходит к римскому родовому имени Sergius. В русской деревне Сергей легко превращался в Серёгу, Серёжу, а затем и в Серёму, где суффикс -ём- придавал снисходительно-ласкательный оттенок, как в формах Алёма, Митёма.

Интересная деталь: фамилия Серёмин встречается заметно реже, чем Серёгин или Серёжкин, хотя корень один. Это говорит о том, что форма Серёма бытовала не повсеместно, а была локальной, диалектной. Скорее всего, она была распространена в северных и центральных губерниях России — в архангельских, вятских, костромских говорах, где любили усекать и переделывать имена на свой лад.

По социальному происхождению носители фамилии — в основном крестьяне и мещане. В документах XVI–XVII веков можно встретить крестьян Серёминых, но фамилия закрепилась окончательно после отмены крепостного права, когда бывшим крепостным массово давали фамилии по имени отца. Поэтому в метрических книгах XIX века Серёмины чаще всего записаны как государственные или помещичьи крестьяне.

Есть и вторая, менее вероятная версия: от прозвища Серёма, которое могло относиться к человеку с «серой», невзрачной внешностью или характером. Но ономастический принцип говорит против этого: подавляющее большинство фамилий на -ин образовано от имён, а не от прилагательных. Прозвищный вариант возможен, но он — исключение, а не правило.

В современной России фамилия Серёмин не входит в число самых распространённых, но и не является редкой. Её носители живут по всей стране, хотя заметная концентрация сохраняется в Поволжье и на Урале — в тех регионах, куда в XVIII–XIX веках переселялись крестьяне из центральных губерний.