Фамилия Шерементьева — женская форма, образованная от мужской Шерементьев. В основе лежит прозвище или неканоническое имя Шерементий, а оно, скорее всего, восходит к глаголу «шереметь» — старинному слову, означавшему «шуметь, греметь, издавать громкие звуки». В диалектах «шереметь» могло относиться и к человеку крикливому, шумному, и к предмету, издающему звон. Вероятнее всего, так прозвали либо бойкого, громкоголосого человека, либо того, кто работал с металлом — кузнеца, жестянщика, чья работа сопровождалась звоном.

Словообразовательная модель здесь необычна. Фамилия построена по редкому патронимическому типу с суффиксом -ев при основе на -ий. Обычно от имён на -ий (например, Григорий, Сильвестр) образовывали фамилии с суффиксом -ьев (Григорьев). Форма Шерементьев — стяжённый вариант: исходное Шерементиев со временем потеряло один слог, что для русской фамильной системы редкость. Этот признак указывает на то, что фамилия старая и прошла долгий путь бытования в устной речи.

Вопреки возможному предположению, фамилия Шерементьева никак не связана с известным боярским родом Шереметевых. Шереметевы ведут своё прозвище от тюркского «шир-мет» (тихий, спокойный), а Шерементьевы — от чисто славянского корня. Совпадение начального слога случайно, и путать эти фамилии не стоит: у них разная этимология и разное социальное происхождение. Шерементьевы — это, как правило, крестьянский или посадский род, а не дворянский.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным областям России: её фиксируют в старых переписях Вологодской, Костромской и Вятской губерний. Там слово «шереметь» было в ходу, и прозвища на -нтий (как Терентий, Клементий) давали охотно. Носительницы фамилии Шерементьева могут с большой вероятностью проследить корни в этих регионах.