Фамилия Шелеметевы — редкий случай, когда основа, скорее всего, восходит не к имени или профессии, а к диалектному прозвищу с неочевидной географией. Если смотреть на модель: суффикс -ев указывает на типичное отчество (чей сын? Шелеметев), а корень «шелемет» наводит на мысль о тюркских заимствованиях, которых в русских говорах немало.

Самая правдоподобная версия связывает прозвище Шелемет с диалектным словом «шелом» (шлем, защитный головной убор) или его производными. В южнорусских и украинских говорах «шелометь» могло означать «шуметь, галдеть», а «шелемет» — крикуна, беспокойного человека. Однако есть и другая, более конкретная гипотеза: в рязанских и тамбовских говорах «шелемет» — это вид плетёной корзины или кузова для сена. Прозвище могли дать корзинщику, торговцу корзинами или просто человеку с характерной походкой (как у того, кто несёт громоздкий кузов).

Третья версия, менее вероятная, но упоминаемая в ономастике, — от тюркского слова «шелемет» (в значении «ловкий, проворный»). Эта гипотеза слабая, так как в русских документах XVI–XVII веков фамилия встречается в центральных уездах, где тюркский элемент малозаметен, а вот диалектная лексика — в избытке.

Примечательно, что фамилия почти не имеет вариантов написания: «Шелеметев» — единственная устойчивая форма. Это говорит о том, что прозвище не переосмысливалось и не подгонялось под более распространённые модели (как, например, Шеломов или Шелехов). Сословно Шелеметевы — почти наверняка крестьянский или однодвореческий род, так как в дворянских родословных книгах эта фамилия не значится, а в ревизских сказках XIX века носители встречаются в основном в Тамбовской и Рязанской губерниях. Таким образом, предки современного Шелеметева, скорее всего, жили в чернозёмной полосе, занимались ремеслом или крестьянским трудом, а прозвище получили либо за характер («шумный»), либо за занятие («корзинщик»).