Фамилия Вахроломеева — женская форма, а мужская, Вахроломеев, встречается реже. В основе лежит редкое русское имя Вахроломей, диалектный вариант канонического Варфоломей. Это имя апостольское, библейское, но в народной среде его переделали до неузнаваемости: Варфоломей превращался в Вахрамея, Вахромей, а затем и в Вахроломея. Такая перестройка — обычное дело в русской антропонимии: церковное имя приживалось в крестьянском быту, упрощалось и обрастало новыми звуками.

Суффикс -еев указывает на стяжённую форму притяжательного прилагательного: Вахроломеев сын, то есть сын человека по имени Вахроломей. Полная форма звучала бы как Вахроломеевский, но в XVII–XVIII веках закрепился краткий вариант, как у большинства русских фамилий на -ов/-ев. Интересно, что фамилия могла возникнуть и от прозвища Вахроломей — так могли назвать человека за медлительность или рассеянность, по ассоциации с библейским Варфоломеем, которого в народных легендах иногда представляли простоватым.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным губерниям России — Архангельской, Вологодской, Костромской. Там, где имя Варфоломей в народной речи чаще всего превращалось в Вахромей и его производные. Вахроломеева — вариант с дополнительным слогом -ло-, что встречается реже, чем просто Вахромеев или Вахрамеев. Это делает фамилию более узнаваемой и менее распространённой: по данным современных справочников, носителей Вахроломеевых в России несколько сотен, не больше.

С точки зрения социальной истории, предки носительницы этой фамилии были, скорее всего, крестьянами или посадскими людьми. Имя Варфоломей в дворянской среде почти не встречалось, а в простонародье — сплошь и рядом. Так что за фамилией стоит не апостольская слава, а повседневная жизнь русского Севера, где имя перекраивали на свой лад, а потом передавали по наследству как родовое прозвище.