Фамилия Васемова образована от мужского крестильного имени Василий, которое восходит к греческому basileus — «властитель, царь». Однако в основе фамилии лежит не полная форма имени, а его уменьшительно-ласкательный вариант — Васем. Такая модель словообразования типична для русских фамилий, особенно тех, что сложились в рабочей или крестьянской среде: от обиходного, домашнего имени давали прозвище, которое затем закреплялось за потомками.

Суффикс -ов в фамилии Васемова указывает на принадлежность: «чей?» — Васемов, то есть сын, внук или потомок человека по имени Васем. Окончание -а в современной форме говорит о том, что речь идёт о женщине (Васемова) либо о семейном роде в целом. Мужской вариант фамилии — Васемов.

Сама форма Васем — редкий вариант сокращения от Василий. Чаще встречаются уменьшительные Вася, Васёк, Васюта. Васем могло возникнуть в результате местных говоров или как ласковое обращение в конкретной семье. Подобные нестандартные производные встречаются в северных и волжских регионах России, где устная традиция преобразовывала имена особенно свободно.

Таким образом, фамилия Васемова буквально означает «потомок Васема», а её носители, скорее всего, ведут род от простого человека, которого в быту называли не полным именем, а по-домашнему — Васем.