Фамилия Вульбрумов — редкий случай, когда в основе лежит не русское слово, а, скорее всего, немецкая или еврейская фамилия, переделанная на русский лад. В русском языке нет корня «вульбрум», и суффикс «-ов» здесь не исконный, а наросший при адаптации. Скорее всего, исходная форма — немецкая фамилия Wohlbrunn или Wulbrunn, где Wohl означает «благополучие» или «хорошо», а Brunn — «колодец» или «источник». Вместе это можно перевести как «добрый источник» или «благодатный колодец». В еврейской среде фамилия могла быть топонимической — от названия местечка Вульбрунн (Wulbrunn) в Восточной Пруссии или Силезии.

Когда носитель такой фамилии оказывался в Российской империи, в документах её русифицировали, добавив типичное русское окончание «-ов». Так Wohlbrunn превратился в Вульбрумова, а затем и в привычную форму Вульбрумов. Суффикс «-ов» указывает на принадлежность: «сын Вульбрума». То есть в метриках или ревизских сказках сначала записали отца как Вульбрум (инородное имя или прозвище), а его детей — как Вульбрумовы.

Версия о происхождении от латинского «vulbrum» (якобы «волк» или «бровь») лингвистически несостоятельна: в латыни таких слов нет, а для фамилий с латинским корнем в России характерны другие суффиксы. Поэтому наиболее правдоподобно, что предки носителя фамилии — выходцы из немецкоязычных земель или еврейских общин Прибалтики и западных губерний, которые в XIX веке получили фамилию по названию родного места или по прозвищу, связанному с источником воды. Встречаемость фамилии крайне низкая, в основном в документах XIX — начала XX века по Одессе, Киеву и Петербургу, что подтверждает её «привозной» характер.