Фамилия Хмелевский в своей основе имеет не личное имя и не профессию, а географическое название. Это типичная «топонимическая» фамилия, которую получал человек, перебравшийся на новое место: его идентифицировали по названию покинутой деревни. Выходец из села Хмелево становился Хмелевским. Таких сел и деревень на территории исторической России и Украины множество — от Новгородчины до Черниговщины, поэтому говорить о единственной «прародине» фамилии не приходится.

Названия вроде Хмелево, Хмелевка, Хмельники обычно связывали с растением хмель, но не всегда в прямом смысле. Иногда так называли место, где хмель рос в изобилии, а иногда — деревню, жители которой занимались хмелеводством и поставляли сырье для пивоварен. Впрочем, есть и другая версия: в древнерусских говорах «хмель» могло быть прозвищем бойкого, веселого человека, «пьянящего» окружающих своим нравом. Однако для фамилии на -ский такая версия менее характерна: этот суффикс в старину крепился почти исключительно к названиям мест, а не к прозвищам.

Модель образования фамилии — притяжательный суффикс -ск- и окончание -ий, что изначально означало «из Хмелева» или «хмелевский помещик». В Польше и на западнорусских землях такие фамилии носили в основном шляхтичи, владевшие поместьем с таким названием, отсюда распространенность формы Хмелевский именно в этих регионах. На востоке, где фамилии формировались позже и по другой модели, чаще встречается простая форма Хмелев или Хмелевитин.

Точное время возникновения фамилии установить сложно: процесс закрепления наследственных именований растянулся на несколько столетий. Но сам тип фамилии — с суффиксом -ский — относится к древнейшему пласту славянских фамильных прозвищ, который начал складываться еще в XIV–XV веках. Первым носителем мог быть как крестьянин, перебравшийся из Хмелева в соседний уезд, так и мелкий землевладелец, взявший имя по своему наделу.

Сейчас фамилия бытует в основном в России, Беларуси и Украине, причем написание может варьироваться: Хмелевский, Хмельовский, Хмелівський — в зависимости от местной традиции передачи звуков. В русском языке ударение чаще падает на второй слог, но в польском варианте — на третий. Это еще раз напоминает, что перед нами не единый род, а множество независимых семей, получивших одинаковую фамилию в разных уголках славянского мира.