Фамилия Мензилевская — женская форма, образованная от мужской Мензилевский. В основе этой фамилии лежит географическое название, а не имя или прозвище. Модель образования на -ский/-цкий в русской традиции указывает на дворянское или шляхетское происхождение, но в случае с Мензилевскими речь скорее всего идет о фамилии, которую получали по месту жительства или службы.

Самый очевидный источник — топоним Мензела. Это река в Татарстане и Башкортостане, а также город Мензелинск, основанный в XVI веке как крепость на Закамской засечной черте. Фамилия могла возникнуть у человека, переехавшего из этих мест, или у служилого человека, получившего землю в Мензелинском уезде. В таком случае Мензилевский — это «тот, кто родом с Мензелы». Вариант написания с «и» вместо «е» (Мензилевский, а не Мензелевский) — характерное явление для фамилий, зафиксированных в письменных источниках: гласная могла редуцироваться или записываться на слух, тем более что в местных говорах «Мензиля» встречается как вариант названия.

Менее вероятная, но допустимая версия — связь с польским или украинским корнем «мензель» (через немецкое Mänsel — «человек» или «арендатор»). В Речи Посполитой была распространена фамилия Mężyk или Mężyński, но Мензилевский к ним фонетически не близок. Если бы фамилия была польской, она писалась бы через «ę» или «ą», а не через «е».

Встречаемость фамилии невысокая. Большинство носителей Мензилевских — потомки выходцев из Поволжья, где Мензела и Мензелинск — ключевые точки. В дореволюционных списках фамилия изредка встречается среди мещан и купцов, но не в родословных книгах дворянства. Это подтверждает, что фамилия — не аристократическая, а «географическая», возникшая у людей, которые переселились и получили прозвание по прежнему месту жительства.