Фамилия Зелезинский — редкий случай, когда географическое происхождение проясняет значение, а не наоборот. В отличие от большинства фамилий на -ский, которые образованы от названий населённых пунктов, здесь основа почти наверняка связана с конкретным местом — селом или имением с корнем «зелез-». Исходное слово — не «зелёный» и не «железо», хотя оба варианта напрашиваются.

Если отбросить народную этимологию, наиболее вероятная версия — топонимическая. На территории бывшей Речи Посполитой, особенно в современной Беларуси и на западе Украины, существовали деревни с названиями вроде Зелезин, Зелезино или Зелезово. Фамилия Зелезинский — типичный пример шляхетского или мещанского прозвища по месту жительства: человек, владевший землёй или родившийся в Зелезине, получал прозвание «Зелезинский». Суффикс -ский указывал на принадлежность к дворянскому сословию, но со временем такую форму могли принять и крестьяне, переселившиеся из этих мест.

Корень «зелез» в славянских языках неоднозначен. В древнерусском «зелезо» — это «железо», но в украинском и белорусском «зелезо» означает то же самое. Однако фамилия пишется через «и» — Зелезинский, а не Зелезовский. Это смещает акцент на суффикс -ин-, который в топонимах часто обозначает принадлежность: «Зелезин» — «земля или усадьба человека по прозвищу Зелеза». Прозвище Зелеза могло означать либо «железный» (крепкий, несгибаемый человек), либо «зелёный» (молодой, неопытный, либо связанный с зеленью). Второе менее вероятно: для «зелёного» в славянских языках устойчивее корень «зелен».

В польском языке есть фамилия Zielaziński (от «zielazny» — железный), но в русской передаче она часто превращалась в Зелезинский. Это указывает на возможное западнорусское или польское происхождение носителей. В метрических книгах XIX века фамилия встречается преимущественно в Волынской, Гродненской и Минской губерниях — то есть на территории, где смешивались польское, белорусское и украинское влияние.

Словообразовательная модель проста: корень «зелез» → суффикс принадлежности -ин- → топонимический суффикс -ск- → окончание -ий. Это классическая схема для фамилий, образованных от названий деревень на -ин. Аналоги: Голицынский (от Голицыно), Пушкинский (от Пушкино). Таким образом, первый носитель фамилии — скорее всего, мелкий шляхтич или зажиточный крестьянин, чей род происходил из села Зелезино.

О точной дате появления фамилии данных нет. В ревизских сказках XVIII века она не фиксируется, что типично для поздних дворянских и мещанских фамилий, оформившихся после разделов Речи Посполитой. Известных носителей с общероссийской известностью нет — фамилия осталась локальной, что только подтверждает её узкую географическую привязку.