Фамилия Желамская ведёт начало от прозвища Желам. В его основе лежит древнерусское слово «желя» — «жаль», «сожаление», а также «печаль», «грусть», «скорбь». На первый взгляд, значение мрачное, но называть так несчастного или горемычного человека было не принято. Скорее всего, имя Желам давали как оберег: родители надеялись, что, назвав сына «печалью», они отвратят от него настоящие беды и обеспечат счастливую судьбу. Такая практика — называть ребёнка словом с противоположным смыслом — была распространена в древнерусской традиции.

Фамилия образована по типичной модели: основа Желам + суффикс -ск(ий), указывающий на принадлежность к роду или местности. Окончание -ая — это форма женского рода. Первоначально фамилия звучала как Желамский, и её носителем был мужчина. Желамская — это форма, закрепившаяся за женщиной или перешедшая в обиход через женскую линию.

Суффикс -ск- в русских фамилиях чаще всего указывает на дворянское или шляхетское происхождение, но не обязательно: в XIX веке такие фамилии активно получали и выходцы из духовенства, и крестьяне после отмены крепостного права. Для фамилии Желамская нет точных данных о сословной принадлежности предков, но само прозвище Желам указывает скорее на крестьянскую или посадскую среду, где были живы народные традиции имянаречения.

Встречается фамилия в основном в центральных и северных областях России, а также на Украине и в Беларуси — в зоне распространения восточнославянских фамилий на -ский/-цкий. Однокоренные фамилии — Желамов, Желанов, Желябов — все они восходят к тому же корню «желя», но с разными суффиксами. Желамская стоит несколько особняком: форма с -ам- встречается реже, чем -ан- или -ов-, что делает фамилию более редкой и узнаваемой.