Фамилия Мелковский образована по самой распространённой в польской и западнорусской традиции модели — с суффиксом -ский. Такие фамилии обычно указывали на географическое происхождение: владельца имения или жителя населённого пункта с названием Мелково, Мелковка, Мелковичи.

Искать исходный топоним стоит в западных губерниях Российской империи и на территории современной Беларуси. В Витебской области есть деревня Мелково, в Могилёвской — Мелковичи. В польских источниках встречается Мелкув (Mielków). Человек, переселившийся оттуда, получал прозвание Мелковский — «тот, кто из Мелкова». Такая модель типична для шляхты и мещан, но со временем фамилия закрепилась и за крестьянами, вышедшими из этих мест.

Корень мель-/мелк- в славянских языках многозначен. Самое прямое значение — «мелкий, неглубокий» (например, мелкая река, мелкий лес). В прозвищах «Мелкой» или «Мелкий» — это мог быть человек невысокого роста или небогатый крестьянин. Однако для фамилии на -ский географическая версия надёжнее: прозвище скорее дало бы фамилию Мелков (без суффикса -ский).

Встречается и редкая версия — от дохристианского имени Мелк, которое фиксируют древнерусские памятники. Но в случае Мелковского это менее вероятно: имя-основа в сочетании с «дворянским» суффиксом выглядит искусственно.

По сословному происхождению фамилия неоднородна. В списках дворянских родов Мелковские не значатся, но отдельные носители могли принадлежать к однодворцам или служилым людям «по прибору». Сейчас фамилия редкая, встречается в основном в России и Беларуси, с небольшим числом носителей за рубежом.