Фамилия Полотовская — женская форма фамилии Полотовский, и её происхождение почти наверняка связано с географическим названием. Суффикс -ск- (в форме -ский/-ская) в русских фамилиях — верный признак того, что предок носителя получил фамилию по месту жительства или происхождения. Так образовывали фамилии дворяне, духовенство и, реже, крестьяне, переселившиеся из другого села или города. В основе лежит топоним — название населённого пункта Полотово или Полотова. Таких деревень и сёл в России несколько: например, Полотово есть в Псковской и Тверской областях, а также в Беларуси. Человек, переехавший оттуда, в документах получал прозвище «Полотовский» — то есть «из Полотова».

Корень «полот-» в названии может восходить к древнерусскому слову «полоть» — часть чего-либо, половина, или к глаголу «полоть» (выдёргивать сорняки). Впрочем, возможна и гидронимическая версия: река Полота, приток Западной Двины, дала имя городу Полоцк и множеству окрестных селений. Если предок жил на берегу такой реки, фамилия могла образоваться и от неё. В любом случае, Полотовские — это люди, чей род начался с конкретной местности.

Мужская форма фамилии — Полотовский — встречается нечасто, преимущественно на западе России, в Беларуси и на Украине. В XVIII–XIX веках такие фамилии на -ский часто принадлежали мещанам и однодворцам, а также сельским священникам, которые брали фамилию по названию прихода. Если Полотовские были духовного звания, то их предок мог служить в храме, расположенном в селе Полотово.

Спорных версий у этой фамилии немного. Иногда её ошибочно связывают со словом «полотно» (ткань), но суффикс -ов- в основе «Полотов-» указывает на принадлежность к имени или объекту, а не на прямое занятие ремеслом. Версия с «полотном» возможна только если бы фамилия звучала как Полотнянский или Полотников. Поэтому географическое происхождение остаётся самым надёжным объяснением.