Фамилия Истоменская — вариант на -ская, указывающий на географическое происхождение. Такие фамилии обычно получали дворяне, духовенство или выходцы из определённой местности, но в крестьянской среде их тоже давали переселенцам. Основа здесь — топоним Истоменка или Истоменное. На карте России есть несколько таких мест: деревня Истоменка в бывшей Вологодской губернии, село Истоменное в Курской области, а также Истоменская — так называлась одна из деревень в Архангельской губернии. Предок носителя фамилии, скорее всего, был оттуда родом или владел землёй в тех краях.

Само название поселения восходит к прозвищу или имени Истома. В древнерусском языке «истома» означала усталость, изнеможение, томление. Но прозвище Истома давали не слабому человеку, а, наоборот, тому, кто много и тяжело работал до изнеможения. В старых документах XV–XVII веков имя Истома встречается часто: это было нецерковное, мирское имя, которое родители могли дать ребёнку, родившемуся после трудных родов или в неспокойное время. Известны, например, боярский сын Истома Безобразов (XVI век) или подьячий Истома Евской.

Суффикс -ск- в фамилии Истоменская типичен для «географических» фамилий, в отличие от простых патронимических на -ов/-ев или -ин. Он говорит о том, что предок принадлежал к определённой местности или поместью. Если бы фамилия образовалась напрямую от имени Истома, мы бы получили Истомин или Истомов. Форма Истоменская предполагает промежуточное звено — название села или усадьбы.

Встречается фамилия в основном на севере и в центре России, особенно в Вологодской, Архангельской и Кировской областях. В писцовых книгах XVI–XVII веков упоминаются крестьяне Истоменские в Заонежье и на Двине. Позже, в XIX веке, часть носителей могла получить фамилию в семинариях — от названия родного села, что было обычной практикой для духовного сословия.

Таким образом, Истоменская — фамилия, тесно связанная с местом жительства. Её корень — древнее русское имя-прозвище Истома, а суффикс указывает на то, что предки были либо помещиками, либо крестьянами, переселившимися из деревни с таким названием.