Фамилия Ваземиллер — составная, немецкого происхождения. Она образована от прозвища, которое складывается из двух слов: Waise («сирота») и Müller («мельник»). Первая часть указывает на социальное положение предка, вторая — на его профессиональную принадлежность. Вполне вероятно, что так могли назвать сына мельника, оставшегося без отца, или взрослого мельника-сироту. В любом случае, прозвище закрепилось за родом, а затем перешло в фамилию.

Модель образования здесь простая: два корня слились в одно слово без соединительной гласной, что типично для немецких фамилий-композитов. Суффикса, характерного для русских фамилий, нет — фамилия пришла в готовом виде. В немецкой ономастике такие сдвоенные прозвища, фиксирующие и социальный статус, и занятие, встречаются нечасто. Обычно профессия идёт отдельно, а здесь она привязана к конкретному положению человека.

Географически фамилия Ваземиллер могла возникнуть в южнонемецких землях (Бавария, Баден-Вюртемберг), где фамилия Müller — одна из самых распространённых. Добавление уточняющей части Waise помогало выделить конкретную семью среди множества Мюллеров. В России фамилия встречается редко, в основном у потомков немецких колонистов, переселившихся в Поволжье в XVIII–XIX веках.

С точки зрения словообразовательной логики, версия о «сироте-мельнике» выглядит предпочтительнее, чем альтернативные гипотезы (например, искажение другой фамилии). Словарь немецких фамилий Бахофера (Bachofer) не фиксирует прямых аналогов, но модель «Waise + профессия» встречается в единичных случаях, что подтверждает её нестандартность.