Фамилия Вамелкин — редкая, и её происхождение не лежит на поверхности. В отличие от фамилий на -ов, образованных от названий профессий или имён, здесь ключ кроется в суффиксе и возможном искажении основы.

Скорее всего, в основе лежит прозвище или имя Вамелка. Это уменьшительно-ласкательная форма от редкого канонического имени, например, от Варфоломей (в просторечии Вахрамей, Вахромей) или от Вавила. В диалектах русского языка звук «р» мог выпадать, а «х» переходить в «м»: Вахромей → Вамёлка. Суффикс -к- в прозвищах часто указывал на молодого человека или ученика (ср. Васька, Петька). Таким образом, Вамелка — это «маленький Вавила» или «сын Варфоломея», а Вамелкин — «чей?» — сын или потомок этого человека.

Другая, менее вероятная версия связывает фамилию с географическим названием. В некоторых говорах «вамел» или «вамелок» могло означать небольшой холм или бугор (от финно-угорского или балтийского субстрата, но это спорно). Однако для русской фамильной модели -ин такое прозвище («холмик») маловероятно — суффикс -ин обычно крепится к личным именам или прозвищам людей, а не к предметам.

Фамилия Вамелкин почти наверняка крестьянская, северная или из центральных областей России, где была распространена форма Варфоломей. Встречается она в единичных записях, в основном в Вологодской и соседних областях. Если ваш предок носил эту фамилию, его, скорее всего, в быту звали по отцу — Вамелкой, а официально записали в документах как Вамелкин.