Фамилия Пологонская — редкий случай, когда географическая основа почти очевидна, но не даёт однозначного ответа. По модели образования это типичная «географическая» фамилия с суффиксом -ск-, указывающим на происхождение от названия местности: села, деревни или урочища. Вопрос в том, какое именно название легло в основу.

Самая прямая версия — от топонима Пологонь или Пологонка. На картах можно найти несколько вариантов: например, село Пологонь в Хмельницкой области Украины или деревни с похожими названиями в Беларуси. В таком случае фамилия Пологонская означает «родом из Пологони» и могла принадлежать либо помещику, владевшему этим селом, либо крестьянину, переселившемуся оттуда. Окончание -ая характерно для женского варианта фамилии, а мужская форма — Пологонский.

Вторая, менее очевидная гипотеза, отталкивается от прозвища Пологон. Слово «пологон» зафиксировано в некоторых южнорусских говорах как название для полога, навеса или укрытия. Если прозвище дали человеку, который жил под пологом, торговал пологами или, в переносном смысле, был «укрывателем», то от него по той же модели образовалась бы фамилия. Но эта версия слабее: прозвища на -гон в русском языке редки, а топонимическая версия объясняет фамилию проще и естественнее.

Стоит обратить внимание на ударение. В русском языке фамилии на -ский/-ская обычно сохраняют ударение исходного топонима. Если село называлось Полого́нь, то и фамилия — Полого́нская; если По́логонь — то По́логонская. Встречаются оба варианта, но чаще носители произносят с ударением на второй слог.

Фамилия Пологонская не относится к числу дворянских, известных по родословным книгам. Скорее всего, её носители — потомки крестьян или мещан из западных губерний Российской империи, где топонимы с корнем «полог-» встречаются чаще. В советское время фамилия могла быть записана с ошибкой: вместо Пологонская иногда писали Пологинская или Пологонская через «а» — Пологонская. Но написание через «о» в первом слоге — основное и правильное.