Фамилия Поленецкий — классический пример того, как географическое название становится родовым именем. Её основа — топоним Поленец или Поленица, а суффикс -ский указывает на происхождение от места, то есть предок носителя фамилии был выходцем из населённого пункта с таким названием. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые часто означали принадлежность отцу, «географические» фамилии на -ский были более престижными и нередко встречались среди дворянства и духовенства, хотя со временем распространились и в других сословиях.

Где именно находилось это место — вопрос открытый. Наиболее вероятны два варианта. Первый: Поленец могло быть названием деревни или хутора на западе современной Беларуси или в Польше (например, Поленцы или Поленица). Второй: корень может восходить к слову «поле» или «поляна» — то есть поселение стояло на открытом, расчищенном от леса участке. В пользу этого говорит характерный восточнославянский суффикс -ец, образующий названия населённых пунктов (ср. Донец, Теребец). Менее вероятна, но возможна связь с прозвищем Полень (от «полено»), но тогда фамилия скорее имела бы форму Поленев или Поленин, а не Поленецкий.

С точки зрения словообразования, модель «топоним + -ский» — одна из самых продуктивных в русской ономастике. Она чётко отвечает на главный вопрос: кем был предок? — «человеком из Поленца». Никакой дополнительной информации о его роде занятий или социальном статусе фамилия не несёт. В ревизских сказках и метрических книгах XIX века Поленецкие встречаются в основном на территории Могилёвской и Витебской губерний, что подтверждает белорусско-польский вектор происхождения.

В написании фамилии важно не путать её с омонимичной фамилией Полинецкий (от имени Полина или места Полинцы). Разница в одной букве, но корни разные: в первом случае «поле/полено», во втором — либо женское имя, либо топоним с другой основой. Если искать однокоренные фамилии, то ближе всего будут Поленов (от прозвища Полень) и Полянский (от «поляна»), но Поленецкий стоит особняком, сохраняя связь именно с конкретным, пусть и несохранившимся, населённым пунктом.