Фамилия Зеленський имеет украинское происхождение и образована от прозвища, связанного со словом «зелений» (зелёный). В отличие от более распространённой модели на -ов/-ев, суффикс -ський указывает на принадлежность к местности или на прозвище, перешедшее в фамилию по типу шляхетских. В польской и украинской традиции фамилии на -ський (-ski) часто носили представители мелкой шляхты или зажиточные крестьяне, владевшие землёй.

Основа «зелен» могла означать не только цвет, но и возрастную или хозяйственную характеристику. В древнерусском языке «зеленя» называли молодые всходы, недозрелые плоды или неопытного, молодого человека. Сравните с фамилиями Зеленя, Зеленский, Зеленцов — все они восходят к одному корню, но различаются суффиксами, что меняет оттенок значения. Фамилия Зеленський, скорее всего, закрепилась за человеком, который жил вблизи зелёного леса, луга или имел прозвище Зеленя — юнец или обладатель зелёных глаз.

Иногда фамилию связывают с нецерковным именем Зеленя, которое давали в языческой традиции, чтобы защитить ребёнка от сглаза или подчеркнуть его связь с природой. В таком случае Зеленський — это «сын Зелени», то есть потомок человека с таким именем. Написание через «ський» (а не «ский») — типичный украинский вариант, в русской традиции фамилия чаще встречается как Зеленский.

Встречается фамилия преимущественно в центральных и западных областях Украины, реже — в Беларуси и Польше. В России фамилия Зеленский распространена, но её носители часто имеют украинские корни. Известных исторических деятелей с такой фамилией до XX века немного, что говорит о её крестьянском или мещанском происхождении.