Фамилия Климентовская образована от мужского крестильного имени Климент. В переводе с греческого оно означает «милостивый»; по другой версии — «виноградная лоза». Суффикс -овск- указывает на типичную модель русских фамилий, которые формировались от полных форм имени через притяжательное прилагательное. Окончание -ая — признак женского рода, поэтому исходная форма фамилии — Климентовский.

Скорее всего, основатель рода Климентовских принадлежал к высшему сословию. Фамилии на -ский/-цкий в XVI–XVII веках закреплялись за дворянами, духовенством и казачьей старшиной. В крестьянской среде такие фамилии встречались реже и часто указывали на географическое происхождение — например, владельца имения или села Климентово. Однако в данном случае основа — личное имя, а не топоним, что типично для фамилий духовенства: семинаристы нередко получали фамилии по имени святого, в честь которого был назван храм или сам ученик. Святой Климент (папа Римский) почитается и в православии, и в католичестве, что добавляет фамилии церковный оттенок.

Таким образом, потомок человека по имени Климент со временем получил фамилию Климентовский, а её женская форма — Климентовская — закрепилась в обиходе.