Фамилия Вельмезевы образована от прозвища Вельмезя. Первое, что бросается в глаза, — это её редкость. Она не встречается массово ни в одной из областей России, что указывает на локальное происхождение, возможно, в среде южнорусского или украинского населения.

Словообразовательная модель здесь простая: к основе прозвища Вельмез- добавился типичный русский патронимический суффикс -ев, означающий «сын Вельмези». Мужская форма — Вельмезев, женская — Вельмезева.

Значение прозвища спорно, и тут стоит разобрать две основные версии. Первая связывает Вельмезю с украинским прилагательным «вельмий» — «великий». В таком случае прозвище могло принадлежать уважаемому человеку, чьё слово было весомым, «великим» в общине. Вторая версия видит в основе искажённое «вельможа» — знатный сановник. Здесь возможна ирония: Вельмезей могли прозвать человека, который вёл себя высокомерно, кичился мнимым положением. Вторая версия психологически правдоподобнее: народные прозвища чаще давались по яркой, заметной черте характера, а не по прямому указанию на статус.

Обратите внимание на суффикс -я в прозвище (Вельмезя). Он характерен для украинской и южнорусской антропонимии, придаёт прозвищу оттенок уменьшительности или фамильярности. Это дополнительный штрих в пользу версии о происхождении фамилии из западнорусских или малороссийских земель.

О точном месте и времени возникновения фамилии Вельмезев сейчас говорить сложно: процесс формирования фамилий был длительным, а письменных источников по этой редкой фамилии мало. Однако ясно, что перед нами не книжная, а живая народная фамилия — памятник не столько письменности, сколько устной традиции прозвищ.