Фамилия Уэльская почти наверняка не исконно русская, а топонимическая, образованная от названия Уэльс — исторической области на западе Великобритании. В русском языке прилагательное «уэльский» закрепилось именно за этим регионом, и фамилия по своей модели — типичный пример «географических» фамилий на -ский/-ская, которые в дворянской и интеллигентской среде давались по месту службы, родовому поместью или происхождению. Однако здесь есть важный нюанс: в отличие от фамилий вроде Тверской или Московской, где корень был понятен каждому, «Уэльская» могла возникнуть только в среде, знакомой с западноевропейской географией. Это исключает крестьянское или купеческое происхождение — скорее всего, фамилию носил либо обрусевший иностранец, либо человек, получивший её в семинарии (по названию епархии или символическому региону), либо потомок британских подданных, перебравшихся в Россию.

Словообразовательный разбор прост: основа «Уэльс» + суффикс -ск- и окончание -ая. Мужской вариант — Уэльский. Фамилия редкая, в списках массовых русских фамилий не встречается, и это подтверждает её позднее появление и узкий круг носителей. Если копнуть глубже, возможна и другая версия: в XVIII–XIX веках в России иногда переделывали на русский лад фамилии иностранных специалистов. Например, англичанин с фамилией Welsh (произносится «Уэлш») или Уэльс (Wales) при оформлении документов мог получить форму Уэльский. Женская форма Уэльская в таком случае — либо жена, либо дочь этого человека.

Стоит упомянуть, что в дореволюционных метрических книгах эту фамилию могли записывать по-разному: Уэльская, Вэльская, а иногда и Уельская — из-за неоднозначного чтения буквы «э» в русском письме. В любом случае, носительница фамилии Уэльская почти со стопроцентной вероятностью может считать, что её предки имели прямое или косвенное отношение к Британии или, по крайней мере, к людям, которые эту связь подчёркивали в своём родовом имени.