Фамилия Жемулина — женская форма фамилии Жемулин, и её разбор стоит начать с неочевидного: с суффикса. В русских фамилиях суффикс -ин (Жемул-ин) указывает на принадлежность: «чей?» — «сын или потомок Жемулы». Это одна из самых распространённых моделей в северной и центральной России, где фамилии образовывали не от отчества, а от прозвища главы семьи.

Основа фамилии — прозвище Жемула. Его корень прозрачен: это диалектный или просторечный вариант от «жму» (жать, сжимать, давить). В русских говорах «жемула» могло означать человека скупого, жадного, который «жмётся» при расходах, или, наоборот, физически крепкого, «жимистого» — того, кто крепко жмёт руку или сдавливает. Второе значение менее известно, но встречается в северных говорах: «жемулить» — мять, тискать, делать что-то с нажимом. Прозвище могли дать и просто за манеру ходить вперевалку, «жмурясь» или сжимаясь.

Географически фамилия Жемулин/Жемулина редкая и тяготеет к регионам, где сохранились древние новгородские говоры: Псковская, Тверская, Новгородская области. Встречается она и на Урале — следствие переселенческих потоков XVII–XVIII веков. В официальных ревизских сказках и метрических книгах эта фамилия почти не фиксируется, что говорит о её позднем закреплении (скорее всего, не раньше середины XIX века) или о том, что она существовала в виде уличного, неофициального родового имени.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Жмурин, Жмуров, Жемайлов — показывает, что Жемулин стоит особняком. У неё нет суффикса -ов, типичного для центральных губерний, и нет украинского или белорусского налёта. Это чисто русская, северная по звучанию фамилия, образованная от прозвища, которое вряд ли было комплиментом: «жемула» — скорее неодобрительное, но без злой насмешки, бытовое прозвище за характер или повадку.