Фамилия Хамеловская — женская форма, указывающая на принадлежность к роду Хамеловских. В основе фамилии лежит прозвище или нецерковное имя Хамел. В отличие от более распространённых фамилий на -ов/-ев, суффикс -ск- указывает на дворянское или шляхетское происхождение: так образовывали фамилии владельцев поместий, названных по имени или прозвищу основателя усадьбы. Следовательно, предок носителя фамилии мог владеть хутором или деревней Хамелово (или Хамеловка), а его потомки стали называться Хамеловскими.

Корень хамел- не имеет однозначного толкования в русском языке. Самая вероятная версия — связь с глаголом «хаметь» (грубеть, наглеть) или диалектным «хам» (грубиян, нахал). В этом случае Хамелом прозвали человека дерзкого, неотесанного, либо, наоборот, — в качестве охранительного имени, чтобы отвратить злые силы от ребёнка. Менее вероятна, но возможна связь с тюркским корнем «хамал» (носильщик, грузчик) — так могли назвать человека, занимавшегося тяжёлой физической работой, или выходца из татарской среды.

Географически фамилия тяготеет к западным регионам бывшей Речи Посполитой — современным Беларуси, Польше, западной Украине. Окончание -ская типично для польской и белорусской шляхты, которая после разделов Польши переходила в русское подданство. В метрических книгах XIX века Хамеловские встречаются среди мелкопоместных дворян Гродненской и Минской губерний. Встречается также вариант написания через «о» — Хомеловская, что может указывать на народную этимологию, переосмыслившую корень как «хомяк» или «хомут».

С точки зрения словообразования, фамилия Хамеловская — типичная топонимическая фамилия на -ский, каких много у польско-литовской знати (Заблоцкий, Островский, Соколовский). Отсутствие в русском языке распространённого имени или прозвища Хамел делает маловероятной версию происхождения от крестильного имени. Таким образом, наиболее правдоподобно, что Хамеловские — потомки владельцев небольшого имения Хамелово, основанного человеком с прозвищем Хамел.