Фамилия Вельмизов образована от прозвища Вельмиз. Возможно, оно происходит от украинского прилагательного «вельмий» - «великий». Скорее всего, такое прозвище принадлежало уважаемому человеку, чье мнение считалось авторитетным. Таким образом, потомок человека, обладающего прозвищем Вельмиз, со временем получил фамилию Вельмизов.