Фамилия Стельмашек звучит по-польски и по-западноукраински, хотя её корень — чисто ремесленный. В основе лежит слово «стельмах» (от немецкого Stellmacher — колёсник, каретник). На польских и украинских землях стельмахами называли мастеров, делавших колёса, сани и деревянные части повозок. Это не кузнец-коваль и не плотник-тесляр, а узкий специалист по деревянным колёсным конструкциям.

Суффикс «-ек» указывает на уменьшительную или «младшую» форму: Стельмашек — это либо сын Стельмаха, либо подмастерье, либо просто человек с таким прозвищем. В польской ономастике фамилии на «-ек» (типа Ковалек, Млынарек) часто обозначали детей ремесленников, ещё не унаследовавших мастерскую. Таким образом, первый носитель фамилии мог быть молодым стельмахом или сыном стельмаха.

Ареал фамилии сегодня — преимущественно юго-восточная Польша (Подкарпатское, Люблинское воеводства) и западные области Украины. Встречается также у потомков переселенцев в Сибири и на Дальнем Востоке, куда в XIX — начале XX века ссылали участников польских восстаний. В России фамилия редкая, её часто путают с более распространённой Стельмашенко, но разница в суффиксе принципиальна: Стельмашек — западнославянская модель, а не украинская на «-енко».

С точки зрения словообразования фамилия прозрачна: основа «стельмаш-» + суффикс «-ек». Ударение, скорее всего, падает на второй слог: Стельма́шек, хотя в польском произношении возможен вариант с ударением на первый. Никаких дворянских корней или боярских родов за этой фамилией не числится — это стопроцентное ремесленное прозвище, закрепившееся в крестьянской и мещанской среде.