Фамилия Ямельская — женская форма, скорее всего, от мужской Ямельский. Чтобы понять её происхождение, стоит сразу отбросить очевидную, но ложную ассоциацию со словом «яма». В русской ономастике фамилии с суффиксом -ск- обычно указывают на географическое название — место, откуда родом был первый носитель. В основе лежит топоним Ямель, Ямелье или Ямели.

Такой топоним встречается в нескольких регионах. Наиболее вероятная привязка — к западнорусским и белорусским землям, где часты названия на -ель: Ямель, Омель, Емельяново. Например, деревня Ямельня существовала в бывшей Могилёвской губернии, а село Ямелье — на Волыни. Фамилия могла закрепиться за дворянином или крестьянином, получившим прозвание по месту выхода: «из Ямеля» → Ямельский. Суффикс -ск(ий) в XVIII–XIX веках был особенно характерен для польской шляхты и малороссийской старшины, но встречался и у мещан, и у духовенства — как искусственное семинарское образование.

Менее распространённая, но возможная версия — происхождение от прозвища Ямель, которое могло быть связано с диалектным словом «ямель» (в некоторых говорах — «ямелька», то есть медлительный, вялый человек). Однако в таком случае фамилия скорее получила бы суффикс -ов/-ин (Ямелев, Ямелин), а не -ский. Поэтому топонимическая версия выглядит убедительнее.

В написании фамилии через «е» (Ямельская) закрепилась форма, близкая к белорусскому произношению, где «я» под ударением переходит в «е» в безударной позиции. Встречается и вариант Ямильская, но он редок. Социальный контекст: носители фамилии рассеяны по западным областям России, Беларуси и Украины, часто в небольших сёлах, что косвенно подтверждает её «географическое» крестьянское происхождение.