Фамилия Вельмисова ведет свое начало от мордовского мужского имени Вельмис. Вероятно, оно происходит от эрзянского слова «вельмемс» - «воскреснуть, ожить»; «зародиться». Скорее всего, нарекая ребенка именем Вельмис, родители желали своему сыну долгой жизни. Имя Вельмис стало основой для названия реки Вельмисевки (правый приток Отвеля, бассейн Вяди, Суры). Согласно писцовой книге 1623 года, в этих местах жил «бортный ухожай Вельмиска Уздеватов». Недалеко расположен Вельмисев починок, названный, видимо, по имени Вельмиса Арыкова (сведения о нем относятся к 1624 году). Таким образом, потомок человека, обладающего именем Вельмис, со временем получил фамилию Вельмисова.