Фамилия Мжельских — редкий случай, когда географическая основа и патронимический суффикс вступают в прямое противоречие. Разберёмся по порядку.

Скорее всего, в основе фамилии лежит топоним — название населённого пункта. В России и на Украине есть несколько сёл и рек с корнем «Мжель»: например, река Мжель (приток Дона) или село Мжель в Тверской области. Житель такого места мог получить прозвище «Мжельский» — то есть «пришедший из Мжели». Однако фамилия заканчивается на -их, а не на -ский. Суффикс -их (в родительном падеже множественного числа) типичен для северных и сибирских фамилий, обозначающих принадлежность к целому роду или дому: «из семьи Мжельских». Это характерно для фамилий типа Седых, Чутких, Борзых. Но здесь основа уже содержит суффикс -ск-, который сам по себе указывает на происхождение из места.

Возможны две версии. Первая: фамилию могли искусственно «русифицировать» в канцелярии, добавив типичное для северных говоров окончание -их к уже готовой польской или украинской фамилии Мжельский (в польском языке суффикс -ski — самый распространённый способ образования фамилий от названий мест). Вторая, более прозаичная: фамилия могла возникнуть в среде переселенцев, которые, переехав в другой регион, хотели подчеркнуть свою родовую общность, превратив «Мжельский» в «Мжельских» — «из рода тех, кто из Мжели».

Социальный контекст тоже неоднозначен. Фамилии на -их в центральной России часто принадлежали крестьянам и мещанам, тогда как польские фамилии на -ский — шляхте. Сочетание этих двух моделей в одной фамилии — признак сложной миграционной истории. Скорее всего, предки носителя фамилии Мжельских — выходцы из западных или южных земель (где были сёла с названием Мжель), которые осели на Русском Севере или в Сибири и адаптировали свою фамилию под местные говоры.

Встречается фамилия крайне редко, в основном в центральных и северных областях России. В ономастических словарях (например, у Б. Унбегауна) эта модель описывается как «фамилии на -их от топонимов с суффиксом -ск-», что подтверждает её нестандартное, но логичное происхождение.