Фамилия Орлецкая — это, прежде всего, женская форма фамилии Орлецкий, и её происхождение напрямую связано с прозвищем или именованием предка по мужской линии. В основе лежит слово «Орлец», которое в русской ономастике имеет как минимум два самостоятельных значения, и оба они могли дать начало фамилии.

Наиболее вероятная и исторически подкреплённая версия — топонимическая. Фамилию образовали от названия местности Орлецы, а точнее — от древнего города Орлец. На Руси, и особенно в северных землях, было несколько поселений с таким именем: в Архангельской, Ярославской и Кировской областях. Но самой древней и значимой считается архангельская деревня Орлецы на Северной Двине. По преданию, именно здесь новгородцы построили город Орлец с каменной крепостью. Летописные сведения приписывают возведение этой крепости в 1342 году новгородцу Луке Варфоломееву, который таким образом контролировал проход судов по реке. Двинская земля тогда входила в новгородские владения, и когда в 1398 году Орлец захватили ставленники московского князя, новгородцы ответили штурмом: взяли крепость и разрушили её до основания. Сейчас на месте той крепости — деревня Орлецы и пристань с тем же названием. В XVII веке здесь работал Соловецкий монастырь, получивший право «на Двине на Орлеце камень белый ломать и дрова сечь и известь жечь» — речь шла о разработке строительного камня. Орлецкие карьеры на противоположном берегу реки используются и в наши дни. Человек, переехавший из этих мест или владевший там землёй, получал прозвище Орлецкий, которое затем закрепилось за его потомками.

Существует и вторая версия, которую нельзя сбрасывать со счетов. Прозвище Орлец могло происходить от нецерковного имени Орлец, восходящего к польскому слову orlik — «молодой орёл». В древности наречение ребёнка именем тотемного животного или птицы было распространённым обычаем. Давая младенцу имя Орлец, родители словно поручали его природе, надеясь, что к нему перейдут сила, зоркость и другие качества, которыми наделён орёл. Со временем имя или прозвище Орлец закрепилось за человеком как основное именование и легло в основу фамилии.

Словообразовательная модель здесь классическая для русских фамилий: суффикс -ск- указывает на принадлежность к месту или роду, а окончание -ая в женской форме — на грамматическую связь с главой семьи. Таким образом, фамилия Орлецкая буквально означает «из рода Орлецких» или «происходящая из местности Орлец». Какая из версий верна для конкретной семьи, можно понять только по генеалогическим документам, но обе они ведут к образу сильной птицы или древней северной крепости.