Фамилия Орелецкая — женская форма фамилии Орелецкий, и её происхождение почти наверняка связано с географическим названием. В отличие от множества фамилий на -ов/-ев или -ин, образованных от имени или прозвища отца, суффикс -цк- указывает на связь с местностью: такую модель обычно получали дворяне по названию своего поместья или выходцы из сёл и городов, оканчивающихся на -ец, -ск, -цк. Основа здесь — «Орел» или «Орёл».

Наиболее вероятный источник — топоним Орелец. В России известно несколько таких мест. Например, существовало село Орелец в бывшей Черниговской губернии (ныне территория Украины) или Орелец — историческое название реки и поселения в Новгородской земле. В старых документах упоминается и Орелецкий погост. Человек, переселившийся из такого места или владевший им, получал прозвище «Орелецкий», то есть «тот, кто из Орельца». Со временем прозвище закрепилось как фамилия.

Вторая, менее распространённая версия — связь с названием реки Орель (левый приток Днепра). По берегам Орели стояли казачьи слободы, и фамилия Орелецкий могла возникнуть у запорожских или слободских казаков как указание на место жительства. В этом случае суффикс -ец- в основе («Орел-ец-кий») служит тем же целям: обозначает человека с берегов Орели.

Словообразовательная модель проста: корень «орел» (или «орел-» с чередованием), суффикс принадлежности -ец-, затем типичный топонимический суффикс -ск- и окончание -ий/-ая. Фамилия — относительно редкая, особенно в своей женской форме. Она не входит в число массовых крестьянских фамилий центральной России, что косвенно подтверждает её «географическое» дворянское или казачье происхождение. Встречается преимущественно на западе и юго-западе России, а также в Беларуси и на Украине — как раз в зоне бытования топонимов Орелец и Орель.