Фамилия Люцемерских — редкий случай, когда написание загадочнее самого происхождения. С точки зрения словообразовательной модели это типичная «фамилия с -ских», то есть прилагательное во множественном числе, указывавшее на принадлежность к роду или местности. Такие фамилии в основном носили дворяне, духовенство и мещане западных губерний Российской империи, особенно польско-литовского происхождения.

Главная трудность — основа «люцемер». На слух она напоминает слово «лицемер», но с твёрдым «ц» вместо мягкого «ц». В старой орфографии буква «ѣ» (ять) могла давать разное произношение, но «люцемер» — не вариант написания «лицемер». Скорее всего, мы имеем дело с полонизмом или германизмом. В польском языке есть слово «lucernarz» — «светильник» или «люстра», а также «lucerna» — «люцерна» (кормовая трава). Если основа связана с «lucerna», то фамилия могла означать «владелец поля люцерны» или «живущий у поля с люцерной». Однако более правдоподобна версия с немецким корнем «Luzerner» — «житель Люцерна» (швейцарский кантон). В XVIII–XIX веках в Россию приезжали немецкие колонисты, ремесленники и военные, и фамилии на «-er» при русификации нередко получали окончание «-ских»: Luzerner превращалось в Люцемерских.

Суффикс «-ск» в сочетании с окончанием «-их» (Люцемерских) — характерная черта северо-западных и польских фамилий. В польском языке прилагательные во множественном числе оканчиваются на «-scy» (Люцемерсци), а в русской традиции их адаптировали как «-ских». Это указывает, что носители фамилии могли происходить из шляхетского рода, получившего фамилию по названию имения или местечка. Встретить Люцемерских можно в основном на территории бывшей Гродненской, Виленской или Минской губерний — в метрических книгах XIX века фиксируются единичные записи этой фамилии среди католического духовенства и мелкопоместной шляхты.

Спорная версия о происхождении от «лицемера» (человека, скрывающего истинные чувства) маловероятна: во-первых, в древнерусском языке это слово звучало как «лицемѣръ» и не имело варианта с «ю», во-вторых, прозвище с таким откровенно отрицательным смыслом редко становилось основой фамилии, особенно дворянской. Если бы основа была «лицемер», фамилия писалась бы как Лицемерских.

Таким образом, наиболее убедительная версия — географическая: предок Люцемерских происходил из Люцерна или владел землёй, носившей название, производное от «люцерна» (трава или светильник). Фамилия сохраняет редкую орфографию, которая в XX веке иногда упрощалась до Люцемерский или Люцемерцев, но вариант с «-ских» остался основным.