Фамилия Вельмезев — редкий пример того, как за основу могло взяться прозвище, описывающее либо статус, либо характер человека. В её основе лежит прозвище Вельмезя. Одна из версий связывает его с украинским прилагательным «вельмий» — «великий». Если следовать этой логике, прозвище мог получить человек уважаемый, чьё слово имело вес в общине. Однако есть и другое, более ироничное объяснение.

По второй версии, прозвище Вельмезя — это народная, искажённая форма от слова «вельможа». Вельможами на Руси называли знатных и богатых людей, обладавших высоким саном. Но вряд ли крестьянину или ремесленнику дали бы такое прозвище всерьёз. Скорее, это была шутка или насмешка: Вельмезей могли прозвать хвастливого, зазнавшегося человека, который пытался казаться важнее, чем был на самом деле. Такая модель — превращение титула в ироничное прозвище — хорошо известна в русской ономастике.

Обратите внимание на суффикс -ев. Он указывает на принадлежность: Вельмезев буквально означает «сын Вельмези». Это стандартная модель образования русских фамилий, и она говорит о том, что фамилия устоялась в своей форме довольно рано. Встречается она крайне редко, что делает её ценной для локальной истории: скорее всего, род Вельмезевых происходит из одной определённой местности, где прозвище когда-то закрепилось за конкретной семьёй.