Фамилия Марташевская — одна из тех, чей разумнее всего начать с географии. Она почти наверняка указывает на польское или западнорусское (белорусское, украинское) происхождение, причём не столько по звучанию, сколько по суффиксу. Формант -ская (женский вариант -ская) — классический признак фамилий, образованных от названий местности. В польской традиции такие фамилии носили преимущественно шляхтичи, владевшие поместьем, или те, кто происходил из конкретного села. В восточнославянских землях — чаще выходцы из духовенства или крестьяне, получившие фамилию по месту жительства.

Основа Марташ- — это, скорее всего, производная от имени Мартин (в просторечии Мартын). В польском языке существует форма Martasz, а в белорусском и украинском — Марташ (уменьшительное или прозвищное от Мартын). Суффикс -аш в славянских языках часто придавал имени оттенок ласкательности или, наоборот, грубоватости, в зависимости от контекста. Таким образом, человек по прозвищу Марташ мог быть либо «маленьким Мартыном», либо тем, кого так окрестили за характер.

От этого прозвища и образовали название населённого пункта — скорее всего, деревни или хутора Марташево (или Марташи). А от него, в свою очередь, — фамилию Марташевский (женский вариант — Марташевская). Типичная модель: «родом из Марташева». Найти такой топоним сегодня можно в Польше (например, село Martaszów в Подляском воеводстве) или в западных областях Украины и Беларуси. В России фамилия встречается редко, что подтверждает её западное происхождение: она могла попасть на восток с переселенцами или после разделов Речи Посполитой.

Суффикс -евск- (а не -овск-) указывает на мягкую основу (Марташ- → Марташевский). Это дополнительная деталь: в польском языке после шипящих чаще пишут -ewski, что в русской передаче даёт -евский. Так что написание «Марташевская» — это русифицированная форма исходной польской Martaszewska.

Сословный состав носителей мог быть разным. В Польше и Литве — мелкая шляхта (застянковая), владевшая клочком земли. В пределах Российской империи — мещане или крестьяне, получившие фамилию при переписях. Духовное сословие тоже не исключено, но для него типичнее «благозвучные» семинарские фамилии на -ский от названий церквей или сёл; Марташевская — скорее светская, бытовая.

Коротко: фамилия происходит от прозвища Марташ (производное от имени Мартын), от него — название поселения, и уже от топонима — фамилия. Географический центр — западные земли бывшей Речи Посполитой.