Фамилия Метропольская — редкий случай, когда в основе лежит не имя, не прозвище и не ремесло, а книжное, искусственное слово. Она образована от существительного «метрополия» (в значении «главный город, столица» или «государство по отношению к своим колониям») с помощью стандартного суффикса -ск-, указывающего на принадлежность или связь. Окончание -ая выдает женскую форму, но в мужском варианте фамилия звучала бы как Метропольский. Такие фамилии, как правило, давались не крестьянам, а людям, получившим образование в духовных семинариях: священникам, дьяконам, псаломщикам.

В среде русского духовенства в XVIII–XIX веках процветала традиция «благозвучных» фамилий. Семинаристам, не имевшим наследственной фамилии, нередко давали фамилии по названиям городов, церковных праздников, богословских понятий или просто по красивым греческим и латинским корням. «Метропольский» — типичный пример такой искусственной фамилии: её могли присвоить ученику, происходившему из города, который считался «метрополией» (например, из Киева или Новгорода), или просто как звучную, «учёную» фамилию, без прямой географической привязки.

Второй, менее вероятный путь — происхождение от названия гостиницы «Метрополь» (от французского metropole — «столица»). В XIX веке такие названия носили крупные гостиницы в Москве, Петербурге и других городах. Человек, живший при гостинице или работавший в ней, мог получить прозвище Метропольский, которое затем закрепилось как фамилия. Однако для духовного сословия этот вариант маловероятен, а для купеческого или мещанского — возможен, но не характерен для массового бытования.

Суффикс -ск- в фамилиях дворянского и духовного происхождения типичен для выходцев из западных губерний (польское влияние) или для искусственных образований. В отличие от массовых фамилий на -ов/-ев, Метропольская не имеет древней крестьянской основы — это фамилия книжная, «кабинетная», что сразу сужает круг возможных предков до грамотных слоёв населения, преимущественно духовенства.

География фамилии, судя по редким упоминаниям, тяготеет к центральным и южным губерниям России, где были крупные семинарии (Киевская, Московская, Черниговская). Однако точных статистических данных по распространённости нет: фамилия очень редкая, и её носители вряд ли составляли когда-либо многочисленный род. Сегодня она может встречаться у потомков тех самых семинаристов, чьи предки получили её за партой.