Фамилия Ковалевских стоит в ряду так называемых «фамилий на -их/-ых», характерных для северных и центральных областей России, а также Сибири. Такая модель указывает на принадлежность целому роду или дому: Ковалевских — это буквально «из семьи Ковалевых», «те, кто живут у Коваля». В отличие от стандартной фамилии Ковалёв, которая отвечает на вопрос «чей?», форма Ковалевских закрепляет коллективную, родовую идентичность.

Основа фамилии — прозвище или профессия Коваль. В южных и западных диалектах русского языка, а также в украинском и белорусском языках коваль — это кузнец. Таким образом, предок носителей фамилии был мастером по металлу. Кузнечное дело в деревне считалось одним из самых уважаемых и таинственных ремесел: кузнец не только подковывал лошадей и чинил плуги, но часто выполнял и роль знахаря, а в некоторых поверьях — даже колдуна.

Суффикс -евск- прибавился к основе Коваль, а уже от фамилии Ковалев по модели «чей?» образовалась форма множественного числа родительного падежа. В документах XVIII–XIX веков такие фамилии часто записывали с предлогом: «Иван Ковалевских» означало, что он из семьи Ковалевых. Со временем предлог отпал, а окончание закрепилось как неизменяемое: фамилия не склоняется по падежам.

Географически фамилия тяготеет к Вятке, Пермскому краю, Архангельской области, а также встречается у старообрядцев, переселившихся в Сибирь. В отличие от массовой фамилии Ковалёв, форма Ковалевских встречается реже и часто указывает на компактное проживание рода в одном селе или волости.

В некоторых случаях фамилию могли дать не по ремеслу, а по прозвищу Коваль — так могли назвать человека с крепким телосложением, упрямого или, наоборот, искусного в любом деле. Но профессиональное происхождение остается основным и самым прямым объяснением.