Фамилия Надэмлинский — редкая и прозрачная по своему строению. В её основе лежит топоним, а суффикс -ск- однозначно указывает на дворянское или шляхетское происхождение: в русской традиции такие фамилии обычно получали владельцы поместий или выходцы из сёл и местечек. В крестьянской среде фамилии на -ский встречаются реже и чаще всего заимствованы у помещика или перешли от духовенства.

Корень фамилии — «Надэмль» или «Надэмля». Скорее всего, так называлось село, хутор или урочище. Название легко разложить на две части: предлог «над» и гидроним или местный топоним «Эмль». Если «Эмль» — это река или ручей, то «Надэмлинский» буквально означает «живущий над Эмлью». Полной аналогией служат фамилии Надреченский, Надднепрянский — они указывают на положение усадьбы или деревни над водным объектом.

Географическая привязка этой фамилии — скорее всего, западные губернии Российской империи или земли бывшей Речи Посполитой. Топонимы с корнем «Эмль» встречаются в польском и белорусском ономастиконе, хотя сейчас они редки и могли быть утрачены. В польском языке «emla» или «eml» не имеет прямого значения, поэтому не исключено, что корень — балтского или ятвяжского происхождения, что характерно для гидронимов Понеманья и Подляшья.

Вторая версия, менее вероятная, — связь с немецким словом «Emil» (Эмиль) или с личным именем. Тогда «Надэмлинский» могло означать «тот, кто живёт над владениями Эмиля», но такая конструкция для славянской ономастики нетипична. Первая версия — топонимическая — выглядит убедительнее.

Если фамилия действительно шляхетская, её носители могли принадлежать к мелкопоместной шляхте, владевшей фольварком Надэмль. В таком случае предки были землевладельцами или арендаторами, а сама фамилия фиксирует их географическое происхождение, а не род занятий.

Сведений об известных носителях фамилии Надэмлинский в открытых источниках нет. Это редкая фамилия, и её следы, вероятно, стоит искать в метрических книгах XIX века Виленской, Гродненской или Минской губерний.