Фамилия Зимбельская — женская форма, а её основа, мужская фамилия Зимбельский, образована по типичной для польской и западнорусской шляхты модели с суффиксом -ский/-цкий. Такие фамилии указывали на владение землёй или происхождение из конкретного места. В данном случае корень «Зимбель» почти наверняка восходит к названию населённого пункта — скорее всего, существовало или существует село, деревня или усадьба с названием Зимбель, Зимбль или Зимбеле.

Топоним «Зимбель» имеет два возможных объяснения. Первое — диалектное польское или белорусское слово «zimbol» (зимний, холодный) или производное от «zima» (зима). Второе — искажённое немецкое «Simmel» (буквально «булка», «хлебец») или «Zimbel» (цимбалы), что могло попасть в речь переселенцев-немцев или еврейских общин на территории Речи Посполитой. В пользу немецкого корня говорит и то, что фамилия Зимбельский почти не встречается в центральной России, но фиксируется в исторических документах XIX века на территории современных Польши, Беларуси и западной Украины — в тех регионах, где активно шли процессы колонизации и ассимиляции.

С точки зрения социального статуса, носители фамилии Зимбельский, скорее всего, относились к мелкой шляхте или однодворцам. В польской традиции суффикс -ский был признаком благородного происхождения, но на восточных окраинах Речи Посполитой к XIX веку эти маркеры часто теряли реальную силу: многие «шляхтичи» жили как крестьяне, но сохраняли фамилию с дворянским окончанием. В метрических книгах Волынской, Гродненской и Минской губерний фамилия Зимбельский встречается у униатов и католиков, что дополнительно указывает на польско-литовские корни.

Отдельно стоит отметить, что фамилия Зимбельская — редкая. В современных базах данных она представлена единичными записями, преимущественно в России и Беларуси. Такая редкость говорит о том, что род был немногочисленным или претерпел сильные изменения после войн и переселений XX века. Если искать однокоренные варианты, то стоит обратить внимание на фамилии Зимбель, Зимбль, Зимбровский — они могут быть как вариантами одного гнезда, так и совершенно разными по происхождению.