Фамилия Ахтырская — типичная «географическая» фамилия, указывающая на место, откуда был родом её первый носитель. Основа — название украинского города Ахтырка (ныне райцентр в Сумской области). Женская форма фамилии образована от мужской — Ахтырский — по модели, характерной для русского дворянства, купечества и духовенства: прилагательное на -ский/-ская означало принадлежность к местности или поместью.

Ахтырским называли человека, который родился в этом городе, проходил там службу или владел землями в его окрестностях. Село Ахтырка основали в 1641 году, статус города оно получило в 1703-м. В истории поселение известно прежде всего Ахтырским 12-м гусарским полком, сформированным как казачий. В этом полку с апреля 1812 года до конца 1814 года служил поэт-партизан Денис Давыдов, перешедший туда с чином подполковника из штаба князя Багратиона.

Происхождение самого топонима Ахтырка — предмет споров, и ни одна версия не признана специалистами окончательно. Народная байка объясняет название несчастным случаем: карета вельможи, переправляясь через реку Ворсклу, попала колесом в трещину моста, и тот воскликнул: «Ах, дырка!». Это пример чистой народной этимологии, не имеющий отношения к реальности. Большинство исследователей склоняются к тюркской основе: «ак тур» — «белая гора». Вероятно, так называли меловые холмы или укрепление на возвышенности в этих краях.

Таким образом, фамилия Ахтырская — след украинской топонимики XVII века, закреплённый через прозвище выходца из города. Её носительница в прошлом — либо потомок переселенца из Ахтырки, либо представительница фамилии, возникшей в среде казачества или служилых людей, связанных с Ахтырским полком.