Фамилия Домеловский образована по распространённой модели с суффиксом -ский, что указывает на её польское или западнорусское происхождение. В отличие от простых русских фамилий на -ов и -ин, которые часто возникали от имени или прозвища отца, фамилии на -ский в основной массе давались по названию местности: поместья, села или усадьбы. Носитель такой фамилии, скорее всего, был шляхтичем, владевшим землёй, или же выходцем из того места, которое называлось Домелово или Домелы.

Основа «Домел-» неочевидна и заставляет искать корни в географических названиях или прозвищах. В польской ономастике существует топоним Домель (Domej, Domeł) — небольшое поселение или хутор. В таком случае Домеловский — это «тот, кто из Домеля». Если же исходить из славянского корня «дом-», то возможна связь с прозвищем Домела, которое мог получить домовитый, хозяйственный человек. Однако суффикс -овский скорее топонимический, чем патронимический, поэтому версия с названием поселения выглядит убедительнее.

Встречается также вариант написания через «а» — Дамеловский, что характерно для фамилий, попавших в русскую среду через белорусское или украинское произношение, где «о» в безударном положении редуцируется. Это косвенно подтверждает, что географическое ядро фамилии — земли бывшего Великого княжества Литовского: современные Беларусь, западная Украина и восточная Польша.

Сословно фамилия, скорее всего, не была крестьянской. В XIX веке носители фамилии Домеловский встречаются среди мелкопоместной шляхты Волынской и Минской губерний, а также среди духовенства — священники нередко получали фамилии от названий приходов или имений. Если предок был священником, то фамилия могла быть присвоена семинарией по названию села, где он служил.

Отдельного внимания заслуживает редкость фамилии. Домеловские не входят в сотни самых частых русских фамилий, и их численность невелика. Это говорит о том, что родоначальник был связан с одним конкретным, возможно, небольшим имением, и фамилия не разошлась широко по стране. Для потомка такая фамилия — хороший шанс проследить свою генеалогию по документам, не утонув в потоке однофамильцев.