Фамилия Полиновский — пример типично польской или западнорусской модели образования через суффикс -ский/-цкий. В славянской ономастике такие фамилии чаще всего указывали на владельческий статус или географическое происхождение: их получали дворяне по названию своего поместья, а позже — выходцы из определённой местности. Основа здесь — «Полин-», что сразу отсылает к двум возможным корням.

Самое вероятное объяснение — топонимическое. В Польше и на западе современной Украины (исторические Волынь, Подолье, Галичина) существовали и существуют сёла и усадьбы с названиями Полин, Полина, Полинки, Полиново. Фамилию Полиновский мог получить шляхтич, владевший таким имением, или его потомки, взявшие фамилию по месту жительства. В этом ряду стоят и однокоренные фамилии Полинский, Полинецкий — разница лишь в суффиксальном оформлении, но модель одна.

Менее распространённая версия — от имени Полин, которое могло быть народной формой церковного имени Аполлон или Павлин (через греческое «паулин» — маленький). В польской традиции имя Паулин давало фамилию Паулиньский, а в упрощённом произношении — Полиньский. Однако эта гипотеза слабее: для фамилий на -ский имя-основа встречается реже, чем топоним.

В России фамилия Полиновский нечастотна. Её носители — это, скорее всего, потомки польской или украинской шляхты, перешедшие на русскую службу после разделов Речи Посполитой в конце XVIII века, либо крестьяне и мещане, получившие фамилию по названию родной деревни при переписях. Встречается она преимущественно в западных областях — Брестской, Гродненской, на Волыни, а также в центральной России, куда мигрировали выходцы из этих земель.

По сословной принадлежности Полиновские могли быть как мелкопоместными дворянами (особенно в Польше), так и однодворцами — потомками служилых людей на южных рубежах. Дворянские роды с такой фамилией известны по гербовникам Царства Польского, но в массовом порядке это фамилия не столько аристократическая, сколько «географическая»: она отвечала на вопрос «откуда родом?».