Фамилия Остальская — типичный пример женской формы фамилии на -ская, которая образована от мужского варианта Остальский. Такие фамилии чаще всего принадлежали дворянству, духовенству или выходцам из польско-литовских земель, где суффикс -ский был особенно распространён. В русской традиции фамилии на -ский обычно указывали либо на географическое название (поместье, село, город), либо на прозвище, связанное с местом жительства.

Основа фамилии — слово «осталой» или «остальный». В старых русских говорах «осталый» означало «последний», «конечный» или «оставшийся». В некоторых диалектах так называли младшего сына в семье, того, кто оставался при родителях и не отделялся в своё хозяйство. Не исключено, что прозвище Осталой давали человеку, который поздно женился или долго не покидал отчий дом. Таким образом, Остальский — это «тот, кто происходит от Осталого» или «живущий на остатке земли».

Географическая версия тоже имеет право на существование. В Польше и на западе современной Беларуси встречаются топонимы вроде Осталы или Осталево. Переселенец из такого места мог получить фамилию по названию родной деревни — Остальский. В пользу этого говорит и окончание -ский, которое в польской ономастике часто привязывало человека к месту: например, Остальский — «из Остал».

Фамилия редкая. В дореволюционных справочниках и современных телефонных книгах она встречается точечно, преимущественно на западе России — в Смоленской, Псковской, Брянской областях, а также в Беларуси. Встречаются варианты написания через «а» — Астальская, что связано с акающим произношением.

Сословная принадлежность носителей фамилии, скорее всего, была неоднородной. С одной стороны, фамилии на -ский в XIX веке активно давали выпускникам духовных семинарий (часто переделывая бытовые прозвища в более благозвучную форму). С другой — в западнорусских губерниях такие фамилии носили и мелкопоместные шляхтичи, и крестьяне, получившие фамилию по деревне. Точных данных по фамилии Остальская в списках дворянских родов нет, что говорит о её преимущественно крестьянском или мещанском происхождении.