Фамилия Сумельтинова — женская форма от Сумельтинов, и её разбор сразу упирается в редкую и неочевидную основу. В отличие от массовых фамилий на -ов/-ев, образованных от крестильных имён (Иванов, Петров), здесь мы имеем дело с тюркским или, точнее, с арабо-тюркским корнем, что сразу сужает круг поисков.

Модель образования прозрачна: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?» — Сумельтинов), а основа — мужское личное имя или прозвище Сумельтин. Но где могло взяться такое имя? Вероятнее всего, в его основе лежит арабское «сумель» (صمل) — в значении «быть крепким», «твёрдым», «стойким». В тюркских языках, особенно у народов Поволжья и Урала (татары, башкиры), такие арабские заимствования адаптировались с добавлением уменьшительно-ласкательного суффикса -тин, характерного для тюркских имён. Получается Сумельтин — «крепкий», «стойкий человечек» или ласковое прозвище для ребёнка, которого родители хотели видеть здоровым и выносливым.

География фамилии указывает на Татарстан, Башкортостан, а также на Оренбургскую и Челябинскую области — регионы, где смешивались тюркские и финно-угорские народы. Встречается она и у русских, но, скорее всего, как результат обрусения татарской или башкирской фамилии в XIX–XX веках. Если предки носили её в дореволюционное время, они могли быть крестьянами или мещанами из волжских или уральских губерний — сословная принадлежность здесь прямо не прослеживается, но маловероятно, что это дворянский род: фамилия слишком редкая и не фиксируется в родословных книгах.

Вторая, менее правдоподобная версия связывает Сумельтинова с искажённым календарным именем. В святцах нет ничего похожего, но в народной речи имя Семён (Симеон) могло превратиться в Сумель, а далее — в Сумельтин. Однако это объяснение слабее: для такого превращения нет фонетических оснований, и оно не объясняет суффикс -тин, который нехарактерен для русских уменьшительных форм.

Таким образом, фамилия Сумельтинова — редкий пример тюрко-арабского наследия в русском фамильном фонде. Её носители — потомки людей, которых в семье ласково называли «крепкими» или «стойкими», и эта характеристика закрепилась в официальной фамилии после реформы 1861 года или позже, при паспортизации в советское время.