Фамилия Поталовская — относительно редкая и почти наверняка имеет искусственное, семинарское происхождение. В пользу этого говорит её структура: суффикс -ск- и окончание -ая типичны для фамилий, которые в XVIII–XIX веках массово присваивали выпускникам духовных училищ и семинарий. Часто такие фамилии образовывали от названий церквей, сёл или от латинизированных форм имён. В случае с Поталовской основа, скорее всего, восходит не к имени Потап (как могло бы показаться), а к латинскому слову potatio — «питьё, питьевой» или potator — «пьющий, пьяница».

В семинарской среде существовала традиция «переводить» русские прозвища и имена на латынь, а затем оформлять их в виде фамилии. Если у студента было прозвище Пьяница или его звали, скажем, Потап (от греческого Потамий — «речной»), преподаватели могли латинизировать его в Potator или Potatio и добавить фамильный суффикс. Так появилась бы фамилия Поталовский — «относящийся к пьющему» или «принадлежащий питейному делу». Звучит неблагозвучно, но для семинарских фамилий это обычное дело: они часто несли намёк на характер или бытовую черту предка, зашифрованную в чужом языке.

Женская форма Поталовская закрепилась, если носительницей была женщина, либо если фамилия принадлежала семье, где главу звали Поталовский. В бытовой записи окончание -ая могло появиться и от того, что фамилию дали по названию деревни Поталово или Поталовка, но такие топонимы редки и, скорее всего, сами произошли от прозвища Потало (от глагола «потакать» или «поталанить» — везти, удаваться). Однако версия с латинским корнем выглядит правдоподобнее, потому что объясняет необычное сочетание звуков.

Встречается Поталовская в основном в центральных областях России и в Поволжье, где были сильны духовные учебные заведения. Сословно предки, скорее всего, принадлежали к духовенству: либо сам семинарист получил такую фамилию при выпуске, либо его отец был священником, которому фамилию дали по месту службы. Крестьянские или дворянские корни у Поталовских маловероятны — для них типичны другие словообразовательные модели.