Фамилия Мартинковская — редкий пример фамилии, в которой женская форма закрепилась в качестве основной, вытеснив мужской вариант. В русской традиции фамилии на -ский/-цкий обычно имеют парную форму: Мартинковский — Мартинковская. Но если в документах или семейной истории фигурирует только женский вариант, это может указывать на то, что фамилия прошла через польскую или украинскую среду, где окончание -ская нередко закреплялось за всем родом, особенно если родоначальником был священник или шляхтич.

Основа фамилии — имя Мартинко, уменьшительная форма от Мартин (латинское Martinus — «посвящённый Марсу», то есть воинственный). В западнорусских землях, особенно на Волыни, Подолье и в Галиции, имя Мартин было распространено среди крестьян и мещан, а суффикс -к- указывал на молодого или младшего: Мартинко — «маленький Мартин», «сын Мартина». Далее фамилия строится по типичной польско-украинской модели: к основе Мартинк- добавляется суффикс -ов- (притяжательное значение: «Мартинков сын»), а затем -ский, который в восточнославянской традиции часто означал принадлежность к месту или роду. В итоге Мартинковский — «происходящий от Мартинка» или «живущий в усадьбе Мартинков».

Географически фамилия тяготеет к западу: наибольшая плотность носителей — в Беларуси, на западе Украины и в юго-восточной Польше. В России встречается редко, чаще как результат миграции XX века. Сословно такие фамилии на -ский могли носить как крестьяне (в Польше и Украине после отмены крепостного права многие получили «шляхетские» окончания без реального дворянства), так и духовенство — в православной среде семинаристы нередко русифицировали свои фамилии, заменяя украинское -енко или -ук на -ский.

Спорным остаётся вопрос, не связана ли фамилия с топонимом Мартинков (село с таким названием есть в Хмельницкой области Украины). Если так, то Мартинковская — это «выходец из Мартинкова». Но в пользу антропонимической версии (от имени) говорит то, что фамилии на -овский от личных имён встречаются чаще, чем от названий мелких сёл. Учитывая, что село Мартинков — небольшое и малоизвестное, версия с именем Мартинко выглядит убедительнее.