Фамилия Продолинская — редкий случай, когда географическая основа и суффикс указывают на дворянское или шляхетское происхождение почти без оговорок. Формант -ский/-ская в русских фамилиях, как правило, маркер высшего сословия: так образовывали фамилии княжеские роды (по названиям уделов) и польская шляхта (по названиям имений). Продолинская — женщина, мужской вариант — Продолинский.

Корень фамилии — топоним Продолин или Продолино. Названия с основой «дол» (долина, низина) и приставкой «про-» (указывающей на протяжённость или сквозное расположение) встречаются в восточнославянской топонимии. Например, село Продолино существует в Ленинградской области, а в исторических документах Речи Посполитой упоминаются усадьбы с похожими названиями вроде Продол или Продолин. Вероятнее всего, первый носитель фамилии владел или жил в населённом пункте, который назывался Продолин — то есть «селение, вытянувшееся вдоль долины».

Менее убедительна версия от прозвища Продоля — человека, который «продаёт долю» или, наоборот, «продлевает» что-то (от глагола «продлить»). Такое прозвище могло бы дать фамилию с суффиксом -ин (Продолин), но суффикс -ский здесь лишён бытовой логики: в крестьянской среде прозвища редко переходили в фамилии на -ский без связи с географией.

С точки зрения словообразовательной модели, Продолинская стоит в ряду фамилий вроде Долинский, Задолинский, Подольский. Все они восходят к одному корню «дол», но различаются приставками, конкретизирующими положение на местности. Приставка «про-» в этом контексте — самая редкая, что делает фамилию заметной на фоне более частых «долинских» вариантов.

В дореволюционной России такие фамилии могли носить обедневшие дворяне или шляхтичи, которые после разделов Польши перешли на русскую службу и сохранили родовое именование по имению. Данных о массовом распространении Продолинских нет: это редкая фамилия, встречающаяся преимущественно в западных регионах бывшей Российской империи (современные Беларусь, Украина, запад России) и в среде потомков эмигрантов первой волны.