Фамилия Вознесенская — типичный пример «семинарской» фамилии, которую в XVIII–XIX веках давали в духовных училищах и семинариях. Священники и их дети часто получали фамилии по названию храма, где служил отец, или по церковному празднику. В данном случае основа — праздник Вознесения Господня, один из двунадесятых, отмечаемый на сороковой день после Пасхи. Поэтому предок-основатель рода, скорее всего, был либо священником в храме, освящённом в честь Вознесения, либо сыном такого священника, которому при поступлении в семинарию дали фамилию по храму.

Модель образования проста: к основе «Вознесенск-» добавлен суффикс -ск- и окончание -ая. Суффикс -ск- в русских фамилиях чаще всего указывает на географическое или топонимическое происхождение (от названия места) либо, как в этом случае, на принадлежность к духовному сословию. В дворянской среде такие фамилии тоже встречались, но реже — обычно их получали помещики по названию своих имений (например, село Вознесенское).

Форма Вознесенская — женская; мужской вариант — Вознесенский. В быту фамилию могли сокращать до Вознесенские, а в документах XIX века встречается написание через «ять» — Вознесенская, что не меняло произношения. Географически фамилия распространена повсеместно, где были православные храмы Вознесения: от центральной России до Сибири и Украины. Встречается и у старообрядцев, но реже — у них праздник Вознесения почитается, но семинарские фамилии были нехарактерны.

Единственная спорная версия — возможная связь с топонимом Вознесенск (город в Николаевской области Украины). Но она маловероятна для массового возникновения фамилии: город основан в 1795 году, а фамилии духовенства фиксируются раньше. Поэтому церковное происхождение остаётся основным и самым правдоподобным.