Фамилия Олимская звучит как типичная дворянская или священническая — и это первая подсказка. Суффикс -ск- указывает на происхождение от географического названия: такую фамилию обычно получали по месту, откуда человек был родом или где владел землёй. В русской традиции фамилии на -ский/-ской закреплялись за духовенством (по названию прихода или семинарии) и за польско-литовской шляхтой, позже — за русским нетитулованным дворянством.

Основа «Олим-» почти наверняка связана с топонимом Олима, Олимово или Олим. Такие названия встречаются в западных регионах бывшей Речи Посполитой — на территории современной Беларуси и Польши. Например, деревня Олима (Olima) известна в Гродненской области. От неё и образовали фамилию: владелец или уроженец этих мест становился Олимским, а его жена или дочь — Олимской. Версия, что корень восходит к греческому «Олимп» (как намёк на возвышенность или священную гору), возможна, но маловероятна для массовой фамилии — искусственные «античные» фамилии в среде духовенства возникали реже и обычно имели более прозрачную форму (Олимпийский, Олимпов).

Редкость фамилии говорит о том, что род был локальным и немногочисленным. Олимские могли быть мелкопоместными дворянами, которые владели хутором или небольшим имением Олимово, либо священниками, получившими фамилию при поступлении в семинарию по названию родного села. В любом случае, географическая привязка здесь первична, а не прозвище или профессия. Поскольку фамилия женская (окончание -ая), её носительница — потомок по отцовской линии, а мужская форма — Олимский.