Фамилия Вельмович — довольно редкий пример того, как иноземное имя прижилось на русской почве и обросло местными суффиксами. Скорее всего, перед нами фонетический вариант фамилии Вильмович: замена «и» на «е» в безударном положении — обычное дело для живой речи, особенно в южнорусских и белорусских говорах.

В основе фамилии лежит краткая форма имени Вильм, которая восходит к немецкому Wilhelm (Вильгельм). Это составное имя из двух древнегерманских корней: wil («желание», «воля») и helm («шлем», «защита»). В сумме получается «храбрый защитник» или «тот, кто желает защиты». Имя было настолько популярным в Европе, что его носили многие правители: Вильгельм Завоеватель, герцог Нормандии и король Англии, германский император Вильгельм I, герцог Аквитании Вильгельм X Святой.

На славянскую территорию имя Вильгельм попало через немецких колонистов, купцов или мастеров, которых в XVI–XVIII веках приглашали в Российскую империю. В обиходе длинное имя сократили до Вильм, а затем к нему добавили типичный западнославянский суффикс -ович, указывающий на происхождение: «сын Вильма». Так и появилась фамилия Вельмович.

Интересно, что суффикс -ович в русской традиции чаще встречается у дворянских и шляхетских родов (как, например, у польских фамилий). Поэтому предки современных Вельмовичей могли быть не простыми крестьянами, а выходцами из служилых людей, мещан или обрусевших немецких семей, сохранивших память о родоначальнике-Вильгельме.