Фамилия Рембелинская — женская форма фамилии Рембелинский. Она образована по типичной для восточнославянских фамилий модели с суффиксом -ск-, который указывает на связь с географическим названием или прозвищем, закрепившимся за основателем рода. Ударение, скорее всего, падает на второй слог: Рембели́нская.

Основа фамилии — Рембелин. Это может быть название населённого пункта. В Польше есть несколько мест с похожими названиями (например, Рембелин, Рембелице), и фамилия с суффиксом -ский/-ская традиционно указывает на дворянское или шляхетское происхождение: так называли владельца поместья или выходца из этой местности. В Российской империи такие фамилии часто носили поляки, белорусы и украинцы, переселившиеся в центральные губернии или служившие в армии.

Менее вероятная, но возможная версия — происхождение от прозвища Рембела. В польских диалектах слово «rębiel» или «rębacz» связано с рубкой, сечкой (от «rąbać» — рубить). Рембелой могли назвать лесоруба, дровосека или человека с грубой, резкой манерой речи. В таком случае фамилия Рембелинский означала бы «сын Рембелы» и относилась бы к крестьянскому или мещанскому сословию.

Встречаемость фамилии Рембелинская сегодня невысока. Основной ареал — западные области Украины, Беларуси и восточная Польша. В России она редка и чаще всего встречается в сибирских регионах, куда в XIX — начале XX века переселялись крестьяне из западных губерний. Учитывая польское происхождение корня и типично «шляхетский» суффикс, наиболее вероятно, что предки Рембелинских были выходцами из мелкопоместной польской или ополяченной литовской шляхты, потерявшей дворянство после разделов Речи Посполитой.