Фамилия Щемлева — женская форма фамилии Щемлев, и её происхождение напрямую связано с глаголом «щемить». В русских говорах это слово имело несколько значений: давить, сжимать, причинять боль (отсюда «щемит сердце»), а также выжимать сок или теснить кого-то. Прозвище Щемля могли дать человеку прижимистому, скуповатому, или тому, кто постоянно жаловался на боли, либо, напротив, мастеру, который занимался выдавливанием сока, масла. В некоторых диалектах «щемля» называли и того, кто работает с деревянными тисками или прессом.

Словообразовательная модель здесь проста и прозрачна: основа «щемл-» (от «щемить» через суффикс -л-, характерный для прозвищ, обозначающих деятеля по действию) плюс типичный для русских фамилий суффикс принадлежности -ев. Фамилии на -ев часто образовывались от названий профессий, качеств или прозвищ, оканчивающихся на мягкий согласный или -й. В данном случае Щемлев — это «сын Щемля», то есть потомок человека, носившего прозвище Щемель или Щемля.

Интересно, что несмотря на кажущуюся простоту, фамилия редкая и имеет узкорегиональный характер. По данным исторических ономастических словарей, подобные прозвища фиксировались преимущественно в северных и центральных губерниях России, особенно в Вологодской и Архангельской областях, где были распространены промыслы, связанные с обработкой льна и выжимкой масла. Встречаются и однокоренные фамилии — Щемелин, Щемлевский, но Щемлева выделяется именно архаичным суффиксом прозвища, который редко встречается за пределами этих территорий.

В отличие от фамилий, образованных от церковных имён (Иванов, Петров), Щемлева — типичная «мирская» фамилия, возникшая из бытового прозвища. Носительница такой фамилии может с большой вероятностью проследить свои корни к крестьянскому или ремесленному сословию Русского Севера, где прозвища давались по характерным чертам поведения или занятию. Версия о связи с польским или белорусским «шчэмле» (жало) менее правдоподобна, так как суффикс -ев указывает именно на восточнославянскую, а не западнославянскую модель.