Фамилия Ерусалимская — это не просто географическое указание, а редкий случай, когда фамилия прямо, а не через прозвище, отсылает к топониму. В основе лежит древнее название города Иерусалим — Ерусалим (именно так, через «е», писали в славянских текстах, включая церковнославянские и древнерусские). Форма «Ерусалим» бытовала в русском языке до реформы орфографии и встречается в документах XVII–XVIII веков.

Модель образования проста: от названия города образовали притяжательное прилагательное с суффиксом -ск-, а окончание -ая указывает на женский род. Это типичная «географическая» фамилия, аналогичная Московская, Казанская, Смоленская. В отличие от фамилий крестьян, которые часто получали прозвища по месту выхода (Москвин, Тверитин), фамилия на -ский/-ская в дореформенной России чаще всего фиксировала принадлежность к духовному сословию или дворянству. Священники и монахи, принимая фамилии, нередко брали названия библейских мест, церковных праздников или святых. «Иерусалимский» — одна из таких семинарских фамилий, которую могли дать выпускнику духовной семинарии или академии. Женская форма Ерусалимская могла закрепиться за дочерью или вдовой такого священника.

Встречается и более прозаичная, бытовая версия. В XIX веке, особенно на юге России и в Малороссии, «ерусалимцами» в просторечии называли паломников, побывавших в Святой земле. Такое прозвище — Ерусалим — мог получить человек, совершивший паломничество. От него уже по обычной модели (чей? — Ерусалимов) образовали бы фамилию Ерусалимов, но форма на -ская могла возникнуть, если прозвище дали целой семье или роду: «Ерусалимские», то есть «те, кто из семьи паломника».

Фамилия редкая и довольно поздняя по фиксации. В массовом крестьянском ономастиконе она почти не встречается; основные очаги — бывшие духовные училища и купеческие семьи, которые могли дать «красивую» книжную фамилию детям. Сегодня носительницы фамилии Ерусалимская чаще всего живут в центральной России и на юге Украины, что подтверждает её связь с семинарской традицией и паломническими маршрутами.