Фамилия Олиевская — типичный пример фамилии-«топонима», то есть образованной от названия географического объекта. Суффикс -ск- указывает на связь с местом: такую модель в XIX веке активно использовали для фамилий дворянства и духовенства, а также для тех, кого записывали по месту жительства или рождения. В основе здесь почти наверняка лежит название населённого пункта — Олиево, Олиевка или Олиев. Такие сёла и хутора встречаются в исторических областях Украины и Белоруссии, особенно на Волыни, в Подолье и на Черниговщине. Следовательно, предок носительницы этой фамилии мог быть выходцем из одного из таких мест, причём не обязательно дворянином: суффикс -ский в XIX веке давали и крестьянам при переписях, если они переселялись и их записывали «из Олиева».

Корень «Олий» восходит либо к личному имени Олий (уменьшительное от православного имени Олимпий или Олимпан, реже — от латинского Oliva, «олива»), либо к прозвищу, связанному с украинским словом «олія» — растительное масло. Второй вариант правдоподобнее: предок мог заниматься производством или продажей масла, и его прозвали Олий — «маслёнщик». Такие прозвища часто становились основой для названия хутора, а уже от хутора — фамилии. Мужской вариант фамилии — Олиевский, и он широко представлен в реестрах казаков и мещан Гетманщины XVIII века, особенно в Черниговском и Полтавском полках.

В написании Олиевская (через «и», а не «ы») закрепилась форма, типичная для украинского произношения, где «ы» смягчается. Встречаются и варианты Олеевская, но они редки и связаны с диалектной заменой «и» на «е». Фамилия не относится к массовым, но устойчиво бытует в центральных и западных областях Украины, а также в русскоязычной среде, куда попала с переселенцами XIX–XX веков.