Фамилия Плетенская — женская форма фамилии Плетенский, а та, в свою очередь, образована от географического названия. Это типичная «польская» модель на -ский/-цкий, которая в XVII–XIX веках широко распространилась в западнорусских землях, на Украине и в Беларуси. В отличие от простых фамилий на -ов и -ин, которые давали по отцу, фамилии на -ский часто указывали на владельческое или топонимическое происхождение: так могли назвать дворянина по названию его поместья или выходца из села.

Корень здесь — «плетень» (изгородь из переплетённых прутьев). Исходное название села или хутора Плетени, Плетенка, Плетенское могло возникнуть либо из-за характерной ограды вокруг поселения, либо из-за ремесла жителей, занимавшихся плетением. Второй вариант менее вероятен: прозвище Плетень давали человеку, который плёл корзины, лапти или изгороди, но в фамилиях на -ский ремесленная основа встречается реже, чем топонимическая.

По сословной принадлежности Плетенские — скорее всего, мелкопоместные дворяне или шляхта, если фамилия закрепилась в Речи Посполитой, либо выходцы из духовенства (семинарские фамилии тоже часто образовывали по названиям сёл). В России фамилия редкая: по открытым данным, носители сосредоточены в основном в центральных и южных регионах, единично — на Урале.

В написании возможна путаница с фамилией Плетенская через «и» (Плитенская) — это могло возникнуть из-за акающего произношения в диалектах, но исходный корень однозначно связан со словом «плеть» или «плетень». Однокоренные фамилии — Плетнёв, Плетенкин, Плетухин — имеют более прозрачную ремесленную основу, тогда как Плетенская сохраняет связь с местом.