Фамилия Шеломихина — это форма женского рода от Шеломихин, и её происхождение стоит искать не в личном имени, а в прозвище, построенном по редкой для центральной России, но характерной для северных и сибирских говоров модели на -их(а). Суффикс -их- в русских фамилиях обычно указывал на принадлежность к главе семьи: «чей будешь?» — «Шеломихин», то есть из дома Шеломихи. Само прозвище Шеломиха, скорее всего, произошло от слова «шелом» — старинного русского названия шлема, боевого наголовья.

Если исходить из этой основы, перед нами типичная «профессиональная» фамилия, но с изюминкой. Прямое значение — «шлемник», то есть мастер, делавший шлемы, или воин, носивший шелом. Однако в диалектах слово «шелом» имело и переносные значения: так могли назвать высокого, видного человека («голова, как шлем») или, наоборот, задиру и драчуна (того, кто «налетает шеломом»). Второй вариант не менее правдоподобен, поскольку прозвища по характеру давались чаще, чем по забытому ремеслу.

Фамилия Шеломихин (и Шеломихина) встречается в основном в Поволжье и на Урале, особенно в Пермском крае и Кировской области. Это косвенно подтверждает версию о северорусском происхождении: именно в этих краях была распространена модель фамилий на -их(а). В центральных же областях чаще образовывали фамилии на -ов/-ев или -ин от той же основы — например, Шеломов или Шеломиин (от «Шелома» — краткой формы имени Шелом, которое в старину давали как охранительное имя, «чтобы был крепок, как шлем»). Шеломихина стоит особняком: она не от имени, а от уличного прозвища, и её носительница происходит из семьи, где главу знали не по крестильному имени, а по характерной черте или занятию.

Разобрать фамилию по составу просто: корень «шелом-», суффикс «-их-» (указывает на жену или вдову Шеломихи), окончание «-ин» (притяжательное значение) и родовое окончание «-а». В мужском роде — Шеломихин, без конечного «а». Таким образом, буквально фамилия означает «принадлежащая Шеломихе», а та, в свою очередь, была женой человека по прозвищу Шелом.