Фамилия Вальсамаки — редкий пример греческого по происхождению именования, которое бытует в русской среде. Её основа — прозвище Валсам (или Балзам), восходящее к греческому слову «бальзам», то есть ароматическая смола некоторых деревьев, применявшаяся в медицине и парфюмерии. Скорее всего, первый носитель этого прозвища занимался приготовлением снадобий или духов из бальзамов — ремеслом, которое в старину было и лечебным, и торговым.

Ключевая особенность фамилии — суффикс -аки (греч. -άκης). В греческом языке он изначально имел уменьшительное значение: Вальсамаки буквально означало «маленький Вальсам». Однако со временем суффикс стал выполнять роль отчества, то есть указывать на именование отца. Так Вальсамаки стало пониматься как «сын Вальсама». Такая модель образования фамилий типична для греков Понта и Малой Азии — например, фамилии Пападопулос, Мавродис, Караманис образованы по тому же принципу.

В русском контексте фамилия Вальсамаки встречается крайне редко. Ряд старинных русских родов претендует на западноевропейское происхождение, основываясь на фантастических генеалогиях, какие были особенно в моде в XVII веке, но в данном случае греческие корни прослеживаются без натяжек. Возможно, предок Вальсамаки был греческим купцом или аптекарем, осевшим в Российской империи, или же потомком греческих колонистов Причерноморья. Ударение в фамилии, скорее всего, падает на последний слог — Вальсамаки́, как это свойственно греческим фамилиям на -аки.