Фамилия Уляновская — вариант на -ская, указывающий на дворянское или шляхетское происхождение, хотя со временем такие фамилии распространились и среди других сословий. Основа — Улян, народная форма крестильного имени Ульян (от латинского Юлиан, «принадлежащий Юлию»). Суффикс -ов-/-ев- часто отсекался при переходе в топонимическую модель: не «Улянов», а сразу «Уляновский», то есть «выходец из Улянова» или «владелец Улянова».

Географическая привязка здесь первичнее прозвищной. На карте России и Украины встречаются села Уляновка, Уляново, Уляновское — особенно много их на юге и в центральных областях. Фамилия Уляновская могла закрепиться за переселенцами из такого села или за теми, кому поместье досталось от предка по имени Ульян. В польской традиции форма Ulanowski также известна, и там она чаще указывает на гербовую шляхту, владевшую землёй в Улянове.

Словообразовательная модель на -ская типична для фамилий, которые фиксировали не просто родство (как -ов/-ин), а принадлежность к местности или роду. В русском языке такие фамилии — признак или духовного сословия (семинаристы часто получали фамилии по названиям сёл), или обедневшего дворянства. Для Уляновской более вероятно второе: основа слишком простая, без искусственных латинских корней, которые любили в семинариях.

Спорных версий немного. Иногда Уляновскую ошибочно связывают с фамилией Ульянов (по Ленину), но это разные модели: Ульянов — отчество, Уляновская — притяжательно-топонимическая. Никакой политической подоплёки в ней нет. Если предки были крестьянами, фамилия могла возникнуть при освобождении от крепостной зависимости: помещик давал бывшим крепостным фамилию по своему имению Уляновка.

В написании возможна путаница с двойным «н» — Ульяновская (через «ь»), но исходная форма Уляновская (с одним «л») встречается реже и может указывать на более древнюю, дореволюционную фиксацию, когда «ь» в таких фамилиях не всегда ставили. В современных базах данных носители Уляновской рассеяны от Западной Украины до Сибири, что подтверждает её происхождение от разных географических точек, а не от единого дворянского рода.