Фамилия Нелединская ведет начало от гидронима — названия реки Нелединки, притока Мологи. В буквальном смысле этот гидроним означает «безо льда»: вероятно, река очень быстрая и не покрывается льдом. На ее берегу в XV столетии располагалась вотчина дворян Нелединских. Так что в основе фамилии лежит не личное имя и не прозвище человека, а географический объект, что сразу выделяет ее среди множества «патронимических» русских фамилий на -ов и -ин.

Суффикс -ск- в фамилии указывает на ее происхождение от топонима или названия владения. Такая модель типична для дворянских фамилий, которые образовывались по названию вотчины или места, где род имел земли. Нелединские — не единственный пример: по тому же принципу возникали, скажем, фамилии князей и бояр от названий их уделов.

Сам род Нелединских неоднороден. Существовало два самостоятельных дворянских рода с этой фамилией. Один из них, более известный, происходит от Станислава Яновича Мелецкого, выехавшего из Польши в Россию в 1425 году и принявшего в крещении имя Михаил. Его сын, владея вотчинами на реке Нелединке, стал писаться Нелединским. Этот род впоследствии получил право именоваться Нелединскими-Мелецкими. Заметные фигуры здесь — Михаил Григорьевич Нелединский, наместник углицкий при великом князе Василии Ивановиче, ездивший послом в Турцию; Юрий Иванович, воевода в Нижнем Новгороде; Матвей Юрьевич, воевода в Бежецком Верху. Многие представители рода служили воеводами в городах второстепенного значения. Борис Иванович Нелединский с 1652 года был патриаршим боярином. Степан Петрович Нелединский-Мелецкий оказался последним по времени пожалования русским боярином, а его сын Юрий Степанович дослужился до сенатора. Со смертью в 1871 году Гавриила Юрьевича, сына сенатора, род Нелединских-Мелецких пресекся, и фамилия была передана в род его племянника — князя Сергея Александровича Оболенского.

Второй род Нелединских имеет иное происхождение. Его родоначальники — «послужильцы» Шереметевых, которых в 1488 году перевели на поместья в Воцкую пятину Новгородской области. Этот род внесен во II и VI части родословных книг Новгородской и Псковской губерний. Здесь интересна социальная подоплека: фамилия, возникшая в дворянской среде, оказалась закреплена и за служилыми людьми, которые получили земли по распоряжению своих покровителей. Так один гидроним породил две разные дворянские линии, не связанные кровным родством.