Фамилия Роменская в подавляющем большинстве случаев — это указание на географическое происхождение предка. Её основа — название города Ромны, что стоит на реке Суле в нынешней Сумской области Украины. Человек, переселившийся из этих мест в другую местность, получал прозвище Роменский, а его потомки уже наследовали фамилию в форме Роменская (для женщин) и Роменский (для мужчин).

Сам топоним имеет давнюю историю. По наиболее распространённой версии, название города восходит к реке Ромэн, на которой он стоит. Имя реки, в свою очередь, связывают с обильно произраставшими по её берегам цветами ромен — так в народе называли ромашку. Версия красивая и логичная, хотя в научной литературе встречаются и другие объяснения, в том числе балтийские параллели в гидронимии этого региона.

Морфологически фамилия относится к типичной модели с суффиксом -ск-, который в славянской традиции закреплялся за выходцами из определённой местности. Если фамилии на -ов/-ин чаще отвечали на вопрос «чей сын», то фамилии на -ский/‑цкий образовывались от названий городов и земель. Такая модель была особенно распространена в западнорусских землях и на территории современной Украины, где городские и шляхетские фамилии часто строились именно по этому принципу.

Интересно, что носительница фамилии Роменская может не иметь прямого отношения к украинскому городу. В ряде случаев фамилия возникала независимо от других мест с похожими названиями или от прозвища, указывающего на внешнее сходство с ромашкой, но такие версии встречаются реже. Основной и наиболее правдоподобный вектор — именно топонимический.

В дореволюционной России фамилия бытовала преимущественно в малороссийских губерниях, а затем распространилась шире вместе с миграцией населения. Сегодня она встречается как в России, так и в Украине, и в каждом конкретном случае её происхождение можно уточнить только по семейным преданиям или архивным записям о месте рождения предков.