Фамилия Гладунская образована от прозвища Гладун, которое в старину давали человеку с заметной внешностью — от слова «гладь» в значении «гладкий, полный, упитанный». В северных и центральных говорах «гладун» означало «толстяк, сытый человек», а в юго-западных диалектах (украинских и белорусских) — ещё и «голодный, тот, кто постоянно хочет есть». Спор между этими значениями разрешается просто: прозвище чаще всего было ироничным. Если человека звали Гладуном, он, скорее всего, был худым и вечно голодным — народная насмешка работала от противного. Полный же человек получал прозвище от слова «гладь» напрямую, без иронии.

Суффикс -ск- указывает на дворянское или шляхетское происхождение фамилии. В Речи Посполитой, а позже и в Российской империи, фамилии на -ский/-цкий носили сначала землевладельцы, а затем по аналогии их стали принимать и крестьяне, и мещане. Гладунская — типичная «географическая» фамилия: её могли дать по названию имения или местечка Гладуны (такие деревни есть в Беларуси и на западе Украины). Владелец такого поместья или его потомок получал фамилию, указывающую на родовое гнездо.

Окончание -ая (а не -ий) выдаёт русскую форму фамилии. В польском варианте звучало бы Гладуньска (Gładuńska), а в украинском — Гладунська. В России эту фамилию закрепили в женском роде по правилам склонения прилагательных, хотя исторически она принадлежала и мужчинам. Сейчас Гладунская встречается преимущественно на юго-западе России, в Беларуси и на Украине — это подтверждает её западнорусские корни.

Редкость фамилии объясняется тем, что прозвище Гладун не вошло в число массовых. В отличие от Гладких или Гладкова, которые образовались от того же корня, но по разным моделям, Гладунская сохранила локальный характер. Похожая фамилия Гладун (без суффикса) встречается чаще, но именно форма на -ская указывает на более высокий социальный статус предков — возможно, мелкопоместных дворян или шляхтичей, потерявших землю после разделов Речи Посполитой.