Фамилия Галембиевская звучит как типичная польская или западнорусская аристократическая фамилия, но её корни уходят в простое прозвище. Основа — слово «големба» (gołąb), что по-польски значит «голубь». Фамилию образовали от прозвища Голомб или Големба — так могли назвать человека кроткого нрава, голубоглазого или просто любителя голубей. Прибавка суффикса -евск-/-овск- указывает на дворянское происхождение: в Речи Посполитой и на западе Российской империи фамилии на -ский/-цкий носили преимущественно шляхтичи. Женское окончание -ая (Галембиевская) — это форма жены или дочери пана Галембиевского.

Фамилия редкая, встречается в основном на территории современной Беларуси и восточной Польши. В русских метрических книгах XIX века её записывали через «о» — Голембиевская, что ближе к исходному польскому произношению. Вариант с «а» в первом слоге (Галембиевская) — результат аканья, свойственного южнорусским и белорусским говорам.

С точки зрения словообразования, перед нами типичная «топонимическая» модель: прозвище + суффикс принадлежности. Но в отличие от фамилий вроде Смоленский или Витебский, здесь нет географического названия — только личное прозвище, которое «подняли» до шляхетского звучания. Это характерно для мелкой шляхты, которая часто брала фамилии по прозвищам предков, а не по названиям имений.

Сравните с однокоренными фамилиями: Голубев (русская, более демократичная), Голембиовский (польская, с исходным ударением). Галембиевская стоит между ними — польская по корню, но русифицированная по окончанию. Носительница такой фамилии могла происходить из обедневшего шляхетского рода, который после разделов Польши оказался в черте оседлости или в западных губерниях России.