Фамилия Шелеметов — классический пример русского «патронимического» образования, но с неочевидной основой, которая ставит перед исследователем несколько загадок. Сама модель проста: суффикс -ов указывает на принадлежность, то есть Шелеметов — это сын Шелемета. Вопрос в том, что означало прозвище Шелемет.

Первая и наиболее вероятная версия связывает фамилию с тюркскими языками. В татарском и башкирском языках слово «шәләмәт» (шалемет) означает «здоровье», «благополучие», «целость». В этом случае прозвище Шелемет могли дать человеку с пожеланием здоровья, либо тому, кто отличался крепким телосложением или слыл удачливым. Такая версия подкрепляется тем, что в русских фамилиях на -ов немало тюркских по происхождению основ, особенно в регионах Поволжья и Приуралья, где веками шло смешение славянского и тюркского населения. Словарь тюркизмов в русском языке фиксирует близкие формы, хотя само слово «шелемет» в современном русском языке не употребляется.

Вторая, менее распространённая гипотеза, выводит основу из диалектного глагола «шелеметь» — то есть «шататься», «слоняться без дела», или из существительного «шелом» (шлем). Однако здесь есть проблема: суффикс -ет в русских прозвищах нехарактерен для образования от глаголов. Форма Шелемет скорее похожа на имя или прозвище, заимствованное целиком, чем на результат словообразования внутри русского языка. Поэтому тюркский след выглядит убедительнее.

Интересно, что фамилия Шелеметов встречается не повсеместно, а тяготеет к определённым регионам. По данным переписей и архивных записей, значительная часть носителей происходят из бывшей Казанской губернии, а также из областей, граничащих с Башкортостаном и Татарстаном. Это косвенно подтверждает версию о тюркском корне. Встречаются и более редкие варианты написания — Шелеметев, но они могут быть результатом ошибки писаря или местного произношения.

Социальный состав фамилии пёстрый. В ревизских сказках XVIII–XIX веков Шелеметовы значатся и как государственные крестьяне, и как однодворцы, и как мещане. Дворянских родов с этой фамилией в «Гербовнике» нет, так что перед нами типичная фамилия непривилегированных сословий, корнями уходящая в XVI–XVII века, когда на Руси активно осваивали земли Поволжья и шёл обмен культурными и языковыми элементами с соседними народами.