Фамилия Мерезенская — редкий случай, когда географическая привязка почти наверняка перевешивает любую другую версию происхождения. Её основа, суффикс и ударение указывают на топонимическое происхождение: так называли женщину, которая родом из места с названием Мерезено, Мерезенки или Мерезенск. Мужской вариант фамилии — Мерезенский.

Корень «Мерез-» в русских говорах не имеет очевидного словарного значения. Он не связан с известными ремёслами, профессиями или личными именами. Это почти наверняка местное название — деревни, хутора или урочища, которое в свою очередь могло произойти от прозвища первого поселенца или от гидронима (названия речки или ручья). В ономастике такой путь стандартен: человек, переселившийся из Мерезенок, получал прозвище Мерезенский, а его жена или дочь — Мерезенская.

Спорных версий здесь немного, и все они слабы. Можно предположить связь с диалектным глаголом «мерезить» (мерещиться, чудиться) или с существительным «мереза» (рыболовная снасть). Но для образования фамилии на «-ский» это маловероятно: прозвища от глаголов и орудий труда обычно давали суффиксы «-ов» или «-ин» (Мерезин, Мережников). Формат «-ский» — классический признак дворянских, шляхетских или просто «выезжих» фамилий, указывающих на место выхода.

Найти точное местоположение исходного топонима Мерезенск/Мерезено — задача для краеведов. По косвенным данным, подобные названия встречаются в западных областях России и Беларуси, где была распространена модель фамилий на «-ский». Владелица такой фамилии могла происходить из семьи мелкопоместных дворян, однодворцев или свободных крестьян, записанных по месту жительства. Никаких знаменитых носителей фамилии Мерезенская в открытых источниках не зафиксировано, что только подтверждает её локальный характер.