Фамилия Ведьмедев — редкий случай, когда прозвище или основа фамилии не связаны напрямую с «ведьмой» в современном значении. На первый взгляд кажется, что корень «ведьм-» указывает на колдовство, но это ошибка, которую легко сделать из-за совпадения звучания. На самом деле фамилия происходит от древнерусского нецерковного имени Ведьмедь. Имя это — вариант слова «медведь», только в диалектной, перестроенной форме: «ведмедь» (ср. украинское «ведмідь», белорусское «вядмедзь»). Перестановка звуков «м» и «д» в народной речи — явление частое, так что «ведмедь» и «медведь» — один зверь.

Значит, Ведьмедев буквально означает «сын Ведьмедя», то есть потомок человека, которого в быту прозвали Медведем. Медведь в дохристианской Руси — зверь тотемный и опасный, имя давали как оберег, чтобы сила зверя перешла к человеку, или как прозвище за грубую силу, угрюмость или внешнее сходство. Модель образования типична: основа «Ведьмед-» плюс притяжательный суффикс «-ев». Фамилии на «-ев» образуются от основ на мягкий согласный или «ц», «ч», «ш», «щ», что в данном случае работает, если считать конечную «д» твёрдой, но исторически суффикс прирос к форме имени, а не к основе в именительном падеже.

Географически фамилия тяготеет к южным и западным русским говорам, где форма «ведмедь» была распространена, а также к украинским и белорусским землям. Встречается она редко, и её носители, скорее всего, происходят из крестьянской среды — прозвища по животным и зверям давали в первую очередь в деревнях. Никакой связи с колдовством или знахарством у этой фамилии нет, хотя не исключено, что в отдельных случаях фамилию могли переосмыслить уже позже, под влиянием слова «ведьма», но это вторичное явление.