Фамилия Ахтирская — редкий случай в русском ономастиконе, и её происхождение напрямую связано с географией. Это типичная «топонимическая» фамилия, то есть образованная от названия места, где жил или откуда был родом её первый носитель. Основа здесь — город Ахтырка (современная Сумская область Украины). Фамилии на -ский/-ской в старину чаще всего получали дворяне по названию своего поместья или выходцы из духовенства, которых записывали по месту службы. Однако Ахтирская могла возникнуть и у простого человека, переселившегося в другую местность: в переписных книгах его могли записать как «Ахтирский», то есть «прибывший из Ахтырки».

Форма Ахтирская с окончанием -ая указывает на женский род. В современном употреблении это фамилия женщины, а мужской вариант — Ахтирский. Важно не путать с похожей фамилией Ахтырская, которая пишется через «ы»: оба варианта встречаются, но Ахтирская (через «и») может быть результатом местного произношения или ошибки писаря, так как в украинском языке название города звучит как Охтирка, а в русском закрепилось через «ы».

Само название города Ахтырка имеет тюркские корни. По одной из версий, оно восходит к слову «ак-тир» (белый берег или белая земля), что связано с меловыми отложениями в этой местности. По другой — к личному имени Ахтыр (тюркское «белый жеребец»). Таким образом, фамилия Ахтирская, хоть и звучит по-русски, хранит память о степных кочевниках и географическом объекте, который дал ей жизнь. Встречается она в основном в южных регионах России и на востоке Украины, а её носительницы, скорее всего, имеют предков из Слобожанщины.