Фамилия Глембовський — классический пример польской модели образования фамилий на -ский/-цкий. Такие фамилии в Польше и на западнорусских землях (Украина, Беларусь) обычно указывали на владельческое или топонимическое происхождение: по названию имения, усадьбы или населённого пункта. Основа «Глембов-» восходит к польскому слову głęboki — «глубокий». Это могло относиться к географическому объекту: глубокий овраг, лог, впадина или яма. Соответственно, первым носителем фамилии был человек, владевший землёй в таком месте или живший у глубокого оврага — шляхтич, получивший прозвание по своему поместью Глембово или Глембова.

В польской ономастике суффикс -ский (-ski) был маркером дворянского статуса, особенно в XVI–XVIII веках. Однако со временем фамилии на -ский распространились и среди крестьян и мещан, которые брали их по названию родной деревни. В случае с Глембовський мы видим типичную для украинской и белорусской традиции адаптацию окончания: польское -ski превратилось в -ський, что закрепилось в украинском языке. Если бы фамилия осталась в исходной польской форме, она писалась бы как Głębowski или Głębocki.

Есть и менее вероятная, но возможная версия: основа могла быть связана не с «глубиной», а с диалектным польским głąb — «кочан капусты» или «огрызок». В таком случае прозвище Глемба дали бы человеку с круглой головой или коренастой фигурой, а от него уже образовали фамилию. Эта гипотеза слабее, потому что для топонимических фамилий на -ский характерна привязка к местности, а не к прозвищу. Словарь Б. Унбегауна «Русские фамилии» не фиксирует Глембовський в числе русских фамилий, что подтверждает его исключительно польско-украинское происхождение.

По географии бытования фамилия Глембовський встречается в основном на западе Украины — в Волынской, Ровенской, Тернопольской областях, а также в Польше. В дореволюционных метриках её носители часто записаны как мещане или крестьяне, но не исключено, что среди предков были и мелкопоместные шляхтичи, утратившие дворянство после разделов Речи Посполитой. Сравните с однокоренными фамилиями: Глембоцкий (польск. Głębocki) — более редкая форма, а Глубокий — её русский аналог, образованный от того же корня, но без дворянского суффикса.