Фамилия Сержанская — женская форма фамилии Сержанский, и её происхождение почти наверняка связано не с именем, а с воинским званием «сержант». В русском языке слово «сержант» появилось при Петре I, заимствовавшем военные чины из западноевропейских армий. Однако фамилия Сержанский (и Сержанская) образовалась не от самого звания напрямую, а от прозвища Сержант, которое в XVI–XVII веках могли дать человеку, служившему в «иноземном строю» или просто выделявшемуся военной выправкой.

Типичный суффикс -ск- указывает скорее на шляхетское или польско-литовское влияние: фамилии с этим суффиксом часто носили дворяне, но в русской среде он мог означать просто принадлежность к месту или к человеку по прозвищу. В данном случае Сержанский — тот, кто происходит от Сержанта (сын или потомок). В польской ономастике фамилии типа Sierżański (Сержаньский) встречаются чаще, чем в великорусских губерниях, что указывает на возможное происхождение рода с запада Российской империи — из Беларуси, Украины или бывших земель Речи Посполитой.

Есть и другая, менее вероятная версия: фамилия могла возникнуть от названия населённого пункта вроде Сержанты или Сержаны, но таких топонимов на карте нет. Также не стоит путать с еврейскими фамилиями, образованными от слова «сержант» — у евреев Восточной Европы фамилии давались по профессии или чину, но там обычно использовались суффиксы -ович или -ман (Сержантович, Сержантман). Сержанская — типично славянская, преимущественно польская или белорусская фамилия, женская форма которой закрепилась за женщинами из того же рода.

В XIX веке носительницы фамилии Сержанская могли быть мещанками, казачками или дочерьми отставных солдат, получивших прозвище по чину. Фамилия редкая и нечастотная, что говорит о локальном происхождении — скорее всего, от одного конкретного рода, разошедшегося по нескольким губерниям.