Фамилия Полубенская — это типичная «географическая» фамилия, образованная от названия населённого пункта. В основе лежит топоним с корнем «Полуб-», скорее всего, Полубень или Полубино. Такие названия нередко встречаются в западных и северо-западных регионах России, а также в Беларуси и Польше. Суффикс -ск- в фамилии указывает на дворянское или шляхетское происхождение: в XVII–XIX веках фамилии на -ский/-цкий закреплялись за помещиками, владевшими землёй или селом, и лишь потом распространились среди духовенства и мещан.

Сам корень «Полуб-» тёмный и допускает несколько объяснений. Самая прямая версия — от названия реки или ручья Полуба (сравните с рекой Полуй в Сибири или Полота в Беларуси). Менее очевидная, но возможная связь — с диалектным словом «полубень», которое в некоторых говорах означало «полубочка», «кадка» или «нечто усечённое». В этом случае прозвище Полубень мог получить бондарь или человек невысокого роста. Но для фамилии на -ский более вероятна именно топонимическая основа: предок получил фамилию по названию своего имения или места рождения.

Интересно, что окончание -енская, а не -инская, как, например, в фамилии Полубинская, — встречается реже. Это может указывать на конкретное село Полубень (или Полубенье), которое в документах могло фиксироваться как Полубенский погост. В некоторых случаях фамилия могла быть искусственной, семинарской — её давали выпускникам духовных училищ по названию прихода или храма. Но для Полубенской это скорее исключение: фамилия звучит «земельно», а не «церковно».

Географически фамилия редкая. Основной ареал — Псковская и Смоленская области, а также восток Беларуси (Витебщина). В польском варианте фамилия могла писаться как Połubieński, что подтверждает её шляхетские корни: в Речи Посполитой такие фамилии носили мелкопоместные дворяне. В России после разделов Польши носители фамилии могли перейти в однодворцы или мещане, сохранив фамильную форму.

Если разбирать словообразовательную модель, то Полубенская — это притяжательное прилагательное, отвечающее на вопрос «чья?» или «откуда?». В женском роде окончание -ая, в мужском — Полубенский. Такая пара — обычное дело для фамилий на -ский, которые изначально склонялись как прилагательные. Сегодня фамилия встречается редко, в основном в центральной России и у потомков переселенцев из западных губерний.