Фамилия Яльмаева — редкий случай, когда географический и языковой ключ к разгадке лежит почти на поверхности, но требует знания местной истории. В основе фамилии, скорее всего, лежит не славянское имя или прозвище, а топоним, связанный с финно-угорским населением северо-запада России.

Если отбросить суффикс -ев (указывающий на принадлежность: «чей?» — Яльмаев), остаётся корень Яльма-. С высокой вероятностью, это адаптированное на русской почве карельское или вепсское слово jälma — «след», «тропа». В карельской топонимике этот корень встречается часто: есть деревня Яльма в Ленинградской области, несколько озёр и ручьёв с похожими названиями. Человек, получивший прозвище Яльма, мог быть выходцем из такой местности, либо его называли так за привычку ходить по следу, быть следопытом.

Вторая, менее вероятная версия, отсылает к мордовским (эрзянским) именам. В дохристианской эрзянской ономастике встречалось имя Яльма, которое могло быть производным от местного слова со значением «ветер» или «буря». Однако для фамилии с суффиксом -ев (а не -ин) такая основа менее типична — в мордовской среде чаще образовывали фамилии на -кин, -айкин. Поэтому карельско-вепсский след выглядит убедительнее.

Фамилия Яльмаева — почти наверняка недворянская, а крестьянская или мещанская, сформировавшаяся на северо-западе России, вероятнее всего, в Олонецкой губернии или на территории современной Карелии. В XIX веке носители этой фамилии фиксировались в Вытегорском и Лодейнопольском уездах. Суффикс -ев, а не -ов, указывает на то, что основа оканчивалась на мягкий согласный или гласный — что подтверждает иноязычное происхождение корня.

С точки зрения словообразования, это типичная «географическая» фамилия: человеку, переселившемуся из деревни Яльмы, давали прозвище Яльма, а его дети уже становились Яльмаевыми. Такая модель широко распространена на Русском Севере, где пришлое население часто получало фамилии по месту выхода.