Фамилия Протоцка — редкий случай, когда географический корень и польская модель словообразования переплетаются в русской среде. В отличие от большинства русских фамилий на -ов/-ин, окончание -цка указывает на польское происхождение: это типичная для польского языка форма прилагательного (женского рода), которая в русской традиции закрепилась без изменений. По-русски фамилия звучала бы как Протоцкий, но носители сохранили исходное польское написание.

Основа фамилии — «Проток», что в польском (przytok, protok) и западнорусских говорах означало «приток реки» или «ручей». Человек мог получить прозвище Проток, если жил у слияния рек или на берегу быстрого притока. Вторая версия, менее распространённая, связывает фамилию с топонимом Протоки — так назывались несколько деревень на территории современной Беларуси и Польши. В этом случае фамилия указывает на выходца из конкретного села.

С точки зрения социального контекста, фамилии на -цка в XIX веке чаще встречались среди мелкой шляхты и зажиточных крестьян западных губерний Российской империи (Гродненской, Виленской, Минской). Носитель фамилии Протоцка мог быть как шляхтичем-однодворцем, владевшим небольшим участком у реки, так и крестьянином, чьё прозвище закрепилось в документах при переписи.

Фамилия крайне редкая: по данным современных телефонных справочников и баз ЗАГС, основные носители живут в Беларуси (особенно Брестская область) и на юго-западе России (Брянская, Смоленская области). Встречаются варианты написания с одной «т» (Процка) и с окончанием -кий (Протоцкий), но форма Протоцка — самая архаичная и наименее русифицированная.