Фамилия Сухомейло звучит на украинский лад и образована по характерной для южнорусских и украинских земель модели. В её основе лежит прозвище, сложенное из двух корней: «сухо-» и «-мей-». Вторая часть восходит к глаголу «меять» — в диалектах это значило «махать, размахивать, мелькать». Таким образом, Сухомейло — это «сухой, худой человек, который машет руками», то есть прозвище могло относиться к долговязому, неловкому или суетливому человеку с порывистыми движениями. Есть и другая, менее распространённая версия: «сухомейло» как «тот, кто сухо мелет» — плохой мельник, у которого зерно перетирается без смазки, даёт плохую муку. В этом случае прозвище носило бы профессиональный оттенок, указывая на нерадивого мельника.

Суффикс -ейло (как у фамилий Ковалейло, Крутейло) — типичный для украинской ономастики, он придаёт прозвищу оттенок действия или свойства. В русском языке такого суффикса нет, поэтому фамилия Сухомейло однозначно указывает на украинские корни носителя. В документах XIX века её можно встретить на Полтавщине, Черниговщине и в южных уездах Курской губернии, где было много переселенцев с Украины. Интересно, что при переписи фамилия могла записываться как Сухомейло, Сухоме́йло или даже Сухоме́ла — в зависимости от говора писаря.

Фамилия недворянская: её носители в основном были крестьянами или казаками. В реестрах Войска Запорожского встречаются похожие прозвища (Сухомеля, Сухомелец), что подтверждает казачью среду бытования. Сегодня фамилия редкая, но встречается в России, Украине и среди потомков эмигрантов первой волны.