Фамилия Сулема звучит редко, но её происхождение укладывается в понятную модель. Скорее всего, перед нами прозвище, застывшее в форме именительного падежа без дополнительного суффикса — это так называемая «неоформленная» фамилия, характерная для украинской и южнорусской традиции. Если бы фамилия была русской в классическом смысле, она получила бы окончание -ов или -ин: Сулемин или Сулемов. Но Сулема осталась в исходном виде, как, например, фамилии Шульга, Голота или Величко.

Основа прозвища — слово «сулема». В русских говорах так называли сулему, то есть хлорид ртути — сильный яд, который в старину использовали в медицине и при обработке кож. Человек мог получить такое прозвище за едкий характер, язвительность или за то, что занимался выделкой кож (где сулема применялась как консервант). Есть и другая, менее очевидная версия: в некоторых диалектах «сулема» означала нечто беспокойное, суетливое — от глагола «суетиться», но это предположение слабее, так как фонетически слово «сулема» с «суетой» связывается с трудом.

Географически фамилия привязана к югу России и Украине. Встречается в документах по Воронежской, Курской областям, а также на Слобожанщине. Там суффикс -а в фамилиях — обычное дело, и прозвища, образованные от названий веществ или инструментов, не редкость (сравните: Купорос, Деготь).

Суффиксальный анализ здесь не нужен — фамилия бессуфиксная. Важнее другое: она входит в небольшую группу русских и украинских фамилий, которые образованы от названий химических соединений. Это делает её необычной на фоне более частых «ремесленных» или «патронимических» фамилий. Носитель фамилии Сулема мог быть потомком человека с острым языком — или кожевника, работавшего с опасными веществами.