Фамилия Замолинская — редкий случай, когда географическая привязка почти наверняка перевешивает прозвищное происхождение. Основа здесь — топоним Замолинье или Замолино, а суффикс -ск- указывает на связь с местностью, а не с отчеством. Такая модель типична для шляхетских и дворянских фамилий Речи Посполитой, а также для тех, кто получил фамилию по названию имения или деревни, где жил.

Само слово «Замолинье» состоит из приставки «за-» и корня «-мол-», который восходит к слову «мол» — насыпь, плотина, или к диалектному «моль» — мелкий лес, кустарник. То есть Замолинье — это место за молом, за плотиной, либо заросшая мелколесьем низина. Второй вариант правдоподобнее: в псковских и тверских говорах «моль» означало именно низкорослый, чахлый лес. Так могли назвать деревню, стоявшую за такой лесной полосой.

Форма Замолинская — женская, к мужской Замолинский. Если предки были крестьянами, фамилия могла закрепиться за ними при переписях XIX века, когда целым семьям давали название по месту выхода. Если же речь о мелкопоместной шляхте, то носители фамилии могли владеть небольшим хутором или участком земли, который в документах значился как Замолинье.

Встречаемость фамилии крайне низкая. Основной ареал, по косвенным данным, — западные области России и восток Беларуси, то есть регионы, где топонимы с корнем «мол» не редкость, а суффикс -ск- в фамилиях исторически активен. Сравните с однокоренными, но более распространёнными фамилиями Молин, Мольский, Замолкин — у них прозвищная основа (от «моль» как насекомое или от глагола «молить»), тогда как Замолинская держится на топониме.

По сословной принадлежности точных данных нет, но по модели образования фамилия могла принадлежать как обедневшим дворянам, так и государственным крестьянам, переселенным из одной губернии в другую. Ударение, скорее всего, падает на второй слог: ЗамОлинская.