Фамилия Подвесотская — редкий случай, когда географическая привязка почти наверняка перевешивает прозвищную или профессиональную версию. В основе лежит мужская форма Подвесотский, а та, в свою очередь, образована от названия населённого пункта с корнем «вес» или «весо». Самый вероятный вариант — топоним Подвесы или Подвесье. Такие названия встречаются в западных и северных областях бывшей Российской империи (например, в Беларуси и на Смоленщине) и обычно указывают на место у весов — либо речных (переправа, где взвешивали грузы), либо торговых (рыночные весы). Приставка «под-» значит «ниже, у подножия»: селение, расположенное ниже весовой точки или рядом с ней.

Суффикс -ск- в фамилии — типичный признак дворянского или шляхетского происхождения, хотя в XIX веке такие фамилии могли получать и выходцы из духовенства, и просто крестьяне, переселившиеся из деревни с таким названием. Окончание -ая (Подвесотская) — русская адаптация женской формы, характерная для фамилий на -ский/-цкий. Мужской вариант, Подвесотский, встречается реже, но именно он первичен.

Менее убедительная, но возможная версия связывает фамилию с прозвищем Подвесок — так могли называть человека, который постоянно «висел» рядом, был зависим или работал с весами (весовщик). Однако тогда ожидалась бы форма Подвесков или Подвескин, а не Подвесотский. Ударение, скорее всего, падает на второй слог: Подве́сотская, хотя в устной речи встречаются варианты.

С точки зрения словообразовательной модели, фамилия стоит в ряду с такими же редкими топонимическими образованиями, как Подгорский, Подлесский, Поддубский. Географически носители фамилии Подвесотская тяготеют к западным регионам России и Беларуси, что косвенно подтверждает связь с конкретным, ныне, возможно, исчезнувшим селением. Точных данных о сословной принадлежности первых носителей нет, но суффикс -ск- даёт основания предполагать, что предки относились к мелкопоместному дворянству или униатскому духовенству — социальным группам, где такие фамилии были особенно распространены.