Фамилия Вамёлкина — женская форма фамилии Вамёлкин. Её основа — прозвище или нецерковное имя Вамёлка. Слово это диалектное, и его значение напрямую связано с занятием или характером человека.

В русских говорах, особенно северных и уральских, «вамёлкой» или «вамёлом» называли большую метлу, помело. Это слово — видоизменённая форма от «помело», где начальное «по-» редуцировалось, а корень «мет-» перешёл в «мёл-». Соответственно, Вамёлкой могли прозвать: 1) Мельника — одного из ключевых персонажей деревенского быта. Мельник постоянно был в мучной пыли, и метла была его главным инструментом для уборки. Прозвище могло стать профессиональным. 2) Человека, который вёл хозяйство, подметал, убирал — то есть дворника или просто опрятного хозяина. 3) Высокого и худого человека — по аналогии с длинной палкой метлы. В говорах так могли дразнить долговязого.

Менее вероятна, но возможна версия, что в основе лежит личное имя Вамёл — вариант редкого крестильного имени Варфоломей (апостол Варфоломей). В народной речи «Варфоломей» мог сократиться до «Вамёл», а уменьшительная форма — до «Вамёлка». Однако для фамилии, оканчивающейся на -ин, более типично происхождение именно от прозвища, а не от канонического имени (ср. Мешкин — от мешка, а не от Мефодия).

Суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — «Вамёлкин», то есть сын или потомок Вамёлки. Фамилия редкая, географически привязана к северным регионам России (Архангельская, Вологодская области) и к Уралу, где диалектное слово «вамёлка» было в ходу. Встречается она значительно реже, чем фамилии от «метлы» (Метелкин, Метлов), что подтверждает её локальный, диалектный характер.