Фамилия Желомеев — это не просто родовое имя, а топонимический отпечаток, указывающий на место, откуда вышел предок. В основе прозвища Желомей, от которого образована фамилия, лежит название сибирской реки Желомы, входящей в бассейн Енисея. Гидроним Желома, скорее всего, имеет тюркские корни: от слова jel — «ветер» или «мчаться, скакать». Такое имя река могла получить из-за бурного, стремительного течения в верховьях, где она сбегает с гор. Предок Желомеевых, вероятно, жил на берегах этой реки или был выходцем из того края.

Фамилия построена по стандартной для русских фамилий модели: к основе Желомей прибавили суффикс принадлежности -ев. Суффикс указывает на то, что родоначальника звали Желомей, а его потомки стали Желомеевыми. Такая форма типична для всех сословий, кроме высшей знати (которая чаще использовала форманты -ский и -цкий).

Точное время возникновения фамилии установить сложно — процесс формирования родовых имён на Руси длился веками. Однако ясно одно: фамилия Желомеев сохранила память о конкретном географическом объекте и о человеке, который когда-то ушёл с берегов быстрой сибирской реки, оставив потомкам не только свой род, но и имя места, с которого всё началось.