Фамилия Доренская — женская форма фамилии Доренский, и её происхождение напрямую связано с географическими названиями. В основе лежит топоним Дорен: так назывались несколько населённых пунктов в Германии (например, в Вестфолии и Ганновере), а также коммуна в австрийской земле Форарльберг. Модель образования типична для фамилий, указывающих на место, откуда человек родом: суффикс -ск- со значением принадлежности к местности, окончание -ий/-ая.

Согласно другой версии, фамилия могла возникнуть от названий Доренберг или Доренгоф — сложных немецких топонимов, где вторая часть означает «гора» или «двор». В таком случае прозвище Доренский получал выходец из этих мест, а его потомки закрепили его как фамилию. Обе гипотезы сходятся в одном: предки носителей фамилии Доренская, скорее всего, были переселенцами из немецкоязычных земель, и фамилия зафиксировала их географическое происхождение.

В русском языковом контексте фамилия Доренская — редкая. Её окончание на -ская характерно для дворянских или церковных фамилий, но в данном случае это скорее калька с немецкой модели именования по месту жительства, а не указание на сословие. Фамилия могла появиться в России в период активных контактов с немецкими колонистами или через выходцев из Прибалтики.