Фамилия Жемуляева — редкий пример, где фамильное гнездо почти наверняка связано с одной местностью. Скорее всего, её основа — не имя и не профессия, а диалектное прозвище, которое сохранилось в очень узком ареале.

Если разбирать словообразовательную модель, то перед нами патроним на -ев (вариант суффикса -ов после мягкого согласного). Он означает «сын» или «потомок» человека по прозвищу Жемуляй. Основа «Жемуля-» — это либо вариант имени, либо, что вероятнее, прозвище от глагола «жемулить». В южнорусских и украинских говорах «жемулить» значит «мять, сжимать, давить» или, в переносном смысле, «скупиться, жадничать». Соответственно, Жемуляй — это либо человек, который постоянно что-то мнёт или комкает (например, в работе), либо прижимистый хозяин.

Версия с именем слабее. Прямого календарного имени Жемуляй нет. Можно было бы предположить искажённое «Емеля» (от Емельян), но звуковой переход «Ем-» → «Жем-» для русского языка нехарактерен и не подтверждается диалектными данными. Поэтому прозвищная версия — основная.

География фамилии очень показательна. Жемуляевы — фамилия, которая встречается почти исключительно в Белгородской области и на границе с Украиной. Это типичный случай локальной фамилии, которая не распространилась широко по России. Предки носителя, скорее всего, были крестьянами или однодворцами (особая категория служилых людей на южной границе) из этого чернозёмного региона. Фамилия могла закрепиться за одним-единственным родом в одном селе.

В написании обращает на себя внимание окончание -аева, а не -еева. Если бы основа оканчивалась на -ей (Жемулей), мы бы получили Жемулеева. Форма Жемуляева указывает на мягкую основу «Жемул-» (Жемуля), что подтверждает прозвищное происхождение от слова с суффиксом -яй. Аналогов по модели много: от прозвищ Лентяй → Лентяев, Гуляй → Гуляев.

По сословию — это почти наверняка крестьянская фамилия, без дворянских корней. В справочниках и родословных книгах она не фиксируется, что тоже говорит о её простонародном и локальном характере.