Фамилия Тремиля — редкая и необычная для русского уха. Её происхождение, скорее всего, не славянское, а польское или украинское. Основа «трем-» или «треми-» может восходить к польскому слову «trzem» (др.-рус. «трем») или к глаголу «тремити» — дрожать, колебаться. В польских говорах «trzemiel» означало шмеля, а «trząść» — трясти. Но наиболее вероятная версия — связь с польским именем Тремислав или Тремила, где «треми-» — сокращение от «тремить» (дрожать, бояться) или от «тремать» (держать). Так что прозвище Тремиля могло означать «дрожащий», «робкий» или, наоборот, «крепко держащийся».

Суффикс «-я» в фамилии указывает на украинскую или польскую модель образования. В украинском языке фамилии на «-я» часто передавали прозвища (Громыха, Крутигора). В польском — это могла быть форма от имени, например, от Тремислав — Тремиля. Встречается фамилия и в белорусских землях, где её могли записать как Траміля или Трыміля. Географически фамилия тяготеет к западнорусским регионам — бывшим землям Речи Посполитой: Волынь, Подляшье, Гродненщина.

Словообразовательная модель проста: основа «тремил-» + окончание «-я». Это не типичная русская фамилия с суффиксом «-ов» или «-ин». Она относится к так называемым «прозвищным» фамилиям, которые не меняли форму при склонении. В старых польских документах встречается форма «Trzemiela» — от того же корня, что и «шмель». Но для Тремиля связь с насекомым маловероятна: скорее, это вариант от личного имени.

Сословно носители фамилии могли быть как крестьянами, так и мелкой шляхтой. В польских гербовниках есть упоминания рода Тремиля (Trzemiela) из Мазовии, но это другая ветвь, с другим написанием. Русская ветвь Тремиля, вероятно, появилась после разделов Польши, когда фамилии осели в официальных документах. В советское время фамилия почти исчезла — носителей можно пересчитать по пальцам.

Однокоренные фамилии: Тремилов, Тремилко, Тремилевский. Все они восходят к той же основе, но с разными суффиксами. Тремиля стоит особняком — это чистая прозвищная форма, без патронимического суффикса.