Фамилия Хмелинскаяя — редкий случай, когда двойная «я» в окончании не опечатка, а результат исторической путаницы или местного говора. Правильная литературная форма — Хмелинская, с одной «я». Удвоение могло возникнуть при записи в документах под влиянием диалектного произношения (например, «Хмелинскаяя» как «Хмелинская-я») или из-за того, что писарь механически добавил окончание, характерное для прилагательных женского рода в именительном падеже («красная», «новая»), не разобравшись в фамильной модели.

Основа фамилии — топоним Хмелино или Хмелинка. Такие названия десятками разбросаны по России, Украине и Беларуси: деревни и сёла с корнем «хмель» появлялись там, где крестьяне выращивали хмель для пивоварения или где он рос в диком виде. Фамилия образована по типичной для польской и западнорусской аристократии модели на -ский/-ская, которая указывала на владение землёй или происхождение из конкретного места. Однако в XIX веке этот суффикс активно перенимали и крестьяне, и мещане при получении официальных фамилий, поэтому Хмелинские — не обязательно дворяне.

Слово «хмель» в основе могло нести и прозвищный смысл. В народной речи «хмель» — не только растение, но и символ опьянения, весёлого нрава или даже непостоянства. Прозвище Хмель давали либо горькому пьянице, либо, наоборот, человеку, который варил или торговал хмельным напитком. В таком случае фамилия Хмелинскаяя — это «дочь/жена Хмеля», то есть женщина, связанная с носителем прозвища Хмель.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Хмелёв, Хмельницкий, Хмельников — показывает, что Хмелинскаяя стоит особняком. Суффикс -ин- в основе указывает на принадлежность: «хмелин» — то, что относится к хмелю (например, хмелины — заросли хмеля). Это сближает фамилию с географическими названиями вроде Хмелино, где корень сохранил старую форму без чередования (не «хмель», а «хмел»). Таким образом, предок носительницы фамилии, скорее всего, жил в деревне Хмелино или владел участком, где вился хмель, а двойное «я» в окончании — просто ошибка переписи, которая закрепилась в паспорте.