Kleinwolmsdorf ist ein Ortsteil der Gemeinde Arnsdorf im Landkreis Bautzen südöstlich von Radeberg in Sachsen. Das ehemals eigenständige Dorf wurde im Jahr 1974 eingemeindet.
Die Ortschaft erstreckt sich in Ost-West-Richtung über eine Länge von 1,5 km entlang der Kreisstraße K9256 etwa in der Mitte zwischen Arnsdorf und Großerkmannsdorf. Nachbarorte sind im Norden Wallroda, im Osten Arnsdorf, im Südwesten Großerkmannsdorf und im Nordwesten Radeberg.
Kleinwolmsdorf setzt sich aus zwei Siedlungsteilen (Amtsgemeinde, Hofgemeinde) zusammen, die erst 1839 zu Kleinwolmsdorf zusammengeschlossen wurden. Die ehemalige Amtsgemeinde erstreckt sich als Waldhufendorf auf einer Länge von 1 km entlang des Dorfbaches, der in die Schwarze Röder mündet. Die ehemalige Hofgemeinde dagegen umgibt das einstige Rittergut mit seinem Schloss am gegenüberliegenden Ufer der Schwarzen Röder.
Älteste bekannte Schreibweise (1350) aus dem Lehnbuch Friedrichs des Strengen ist Wolframsdorf. Spätere Namensformen waren unter anderen Wolmßdorff und Kleinwolmßdorff sowie Abwandlungen, die auch auf schlechte Lesbarkeit zurückgeführt werden können. Für die Namensgebung könnte ein Lokator namens Wolfram hergehalten haben, der den Wald roden und die Flur in Hufen einteilen ließ. Demgegenüber schreibt der Kartograph Matthias Oeder 1600 Klein-Wolffsdorf, was auf Wolfsdorf bei Staffelstein in Oberfranken schließen ließe. Die ersten Siedler Kleinwolmsdorfs sollen aus Franken gekommen sein.
Der Ort verzeichnete in den letzten Jahrzehnten einen starken Bevölkerungsrückgang von 969 Einwohnern im Jahr 1964 auf gegenwärtig noch etwa 490 Einwohner. Seine höchste Bevölkerungsdichte hatte das Dorf 1950 mit 1053 Einwohnern.
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