Фамилия Сержинская — женская форма, а её мужской вариант — Сержинский. Она образована по продуктивной в польской, украинской и белорусской традиции модели с суффиксом -ск-/-цк-, который указывает на принадлежность к местности. Такую фамилию получал человек, владевший землёй или живший в населённом пункте с названием вроде Сержин, Сержа, Сержино. В отличие от русских фамилий на -ов/-ев, которые часто означали «сын такого-то», фамилии на -ский в XV–XVII веках закреплялись за шляхтой и духовенством, но позже распространились и среди крестьян, переселявшихся из одной деревни в другую.

Корень фамилии, вероятнее всего, восходит к личному имени Серж. В русской ономастике это не самостоятельное имя, а западноевропейская форма Сергия — от римского родового имени Sergius. Однако в контексте восточнославянских фамилий возможна и другая линия: Серж могло быть прозвищем от глагола «сержать» (гневаться, сердиться) либо производным от «серый» (по цвету волос или одежды). В польском языке слово «sierż» означало «сержант» — воинское звание, которое тоже могло стать основой для прозвища, а затем и фамилии.

Географически фамилия Сержинская тяготеет к западным регионам бывшей Речи Посполитой: современные западная Украина, Беларусь, восточная Польша. Там топонимы с основой «Серж-» встречаются чаще, чем в центральной России. Например, есть село Сержин на Волыни и несколько урочищ с похожим названием. Если предки носительницы фамилии были шляхтичами, то фамилия могла закрепиться за целым родом, владевшим поместьем Сержин; если крестьянами — она возникла позже, при переписях, когда человека записывали по месту жительства: «из Сержина» — Сержинский.

Ударение в фамилии, скорее всего, падает на второй слог: Сержи́нская. Встречаются варианты написания с одной «ж» (Серинская) или с «з» (Серзинская), но они редки и возникали из-за ошибок писарей, не различавших шипящие в польских и украинских говорах. С точки зрения словообразования, фамилия сохранила прозрачную структуру: корень «серж-», суффикс принадлежности «-ин-» и типичный шляхетский суффикс «-ск-». Это одна из тех фамилий, которые по форме выдают западнорусское или польское происхождение, даже если сейчас её носители живут далеко от исторической родины.