Основой фамилии Сутемьев послужило мирское имя Сутемий. Фамилия Сутемьев образована от мирского имени Сутемий, которое восходит к нарицательному «сутеменки», что означает «полусвет, закат солнца, до темени». Вероятно, таким именем родители нарекли ребенка, родившегося в вечерние сумерки. Согласно другой версии, фамилия образована от прозвища, которое восходит к глаголу «сутемничать» - «сидеть до сумерек без дела». Таким прозвищем могли прозвать бездельника и лентяя. Таким образом, потомок человека, обладающего именем Сутемий, со временем получил фамилию Сутемьев.