Фамилия Корнилецкая — редкий пример женской формы, образованной по модели, характерной для польской и украинской шляхты. Основа здесь — мужская фамилия Корнилецкий, а та, в свою очередь, происходит от топонима Корнилец или Корниловец. Так могли называть село или хутор, владельцем или выходцем из которого был первый носитель фамилии. Суффикс -ецкий/-цкий указывает на принадлежность к месту: «тот, кто из Корнильца».

Корень фамилии — имя Корнилий (в просторечии Корней, Корнил). Это латинское Cornēlius, что значит «рог» или «рогатый». В христианской традиции имя связано с сотником Корнилием, крещёным апостолом Петром. Так что географическое название Корнилец, скорее всего, произошло от имени владельца или первопоселенца по имени Корнил.

Форма на -ая (Корнилецкая) в русском языке закрепилась за женщинами, но изначально могла быть и прилагательным в составе полного именования: «Мария Корнилецкая» — то есть дочь или жена Корнилецкого. В среде духовенства и дворянства такие фамилии на -ский/-цкий были нормой, но Корнилецкая встречается реже, чем, скажем, Корниловская, что говорит о более локальном, возможно, западнорусском или малороссийском происхождении.

Географически фамилия тяготеет к западным регионам: Беларусь, Украина, юго-запад России. Встречается она и у потомков польской шляхты, переселившихся в XIX веке в Сибирь или на Дальний Восток. Поскольку фамилия женская, в старых метриках и ревизских сказках её носительницами были почти исключительно женщины — крестьянки, мещанки, реже попадьи или дворянки. Сословная принадлежность не определяется однозначно: шляхтичи могли быть и безземельными, а крестьяне — потомками обедневших однодворцев.

Других версий происхождения, кроме топонимической, нет. Гипотеза о связи с растением «кизильник» (Cornus) ономастикой не подтверждается: фамилия образована от имени, а не от ботанического термина.