Фамилия Маленькая — одна из немногих русских фамилий, которая сохранила форму женского рода как основную, документальную. В большинстве случаев такие фамилии на -ая принадлежали женщинам, но здесь ситуация иная: носительницами фамилии могут быть и мужчины (в разговорной речи фамилия склоняется как прилагательное, но в паспорте закреплена именно женская форма). Это указывает на происхождение от прозвища или внутрисемейного имени, которое не переделали в мужской вариант.

Основа фамилии — прилагательное «маленький». В старину так могли назвать не только низкорослого человека, но и младшего ребёнка в семье, самого младшего по возрасту среди братьев (ср. с фамилиями Меньшой, Меньшиков). В северных и центральных губерниях России прозвище Маленькой часто давали последнему сыну, чтобы отличать его от старших, носивших то же крестильное имя. Со временем это прозвище закрепилось как фамилия, причём в форме прилагательного — Маленький / Маленькая.

Суффикс -к- в основе — уменьшительный, но не фамильный. Сама фамилия образована по модели «чистого прилагательного» (как Толстая, Белая, Кривая), что характерно для южнорусских и украинских говоров, а также для фамилий казачества. В переписных книгах XVII–XVIII веков встречаются дворовые люди и крестьяне с записью «Маленькой» или «Маленькая» — без отчества, по прозвищу. Позже, при переходе к обязательным фамилиям, форма могла застыть в женском роде, если запись делалась на вдову или на женщину — главу двора.

Географически фамилия Маленькая чаще встречается на западе и юге России: в Брянской, Смоленской, Белгородской областях, а также в восточных регионах Украины. Встречается она и у потомков донских казаков, где прозвища-прилагательные были нормой. Встречается вариант с ударением на первом слоге (Ма́ленькая) и на втором (Маленька́я) — второй вариант ближе к украинской фонетике.

Ошибочно связывать фамилию с еврейскими корнями или с польским уменьшительным суффиксом: это чисто восточнославянское прозвище, не имеющее отношения к национальности. Среди известных носителей фамилии нет громких исторических фигур, но в ономастических справочниках фамилия упоминается как пример «застывшей» женской формы прилагательного, которая не менялась при смене поколений.