Фамилия Антоновские образована по той же модели, что и Антоновский, но с окончанием, указывающим на множественное число. В русской ономастике такие формы обычно означали принадлежность целому роду или семье: «из дома Антоновских». Иными словами, это фамилия не одного человека, а целого семейного клана, и в документах она часто закреплялась за крестьянскими или мещанскими династиями.

Основа у фамилии та же, что у Антоновского, — мужское имя Антон, восходящее к римскому родовому имени Antonius. Его греческое толкование (anteo — «вступать в бой, состязаться») — скорее народная этимология, чем доказанный факт. Достоверно известно, что имя стало широко употребительным благодаря христианскому культу: святых с именем Антоний (Антонин) в православии несколько, и память одного из них — мученика Антонина, казненного в 303 году, — действительно отмечается церковью.

Суффикс -ск- в фамилии Антоновские указывает на две возможные версии происхождения. Первая: фамилия образована от названия населенного пункта — села или деревни Антоново, Антоновка или Антоновичи. Таких топонимов особенно много на западе России, в Беларуси и на Украине. Вторая версия: суффикс -ск- мог добавиться прямо к имени Антон по польской или западнорусской модели, где фамилии на -ский/-цкий считались более «благородными», хотя со временем они стали массовыми и у крестьян.

Словообразовательная цепочка проста: Антон → Антонов (притяжательное прилагательное) → Антоновский (с суффиксом принадлежности к месту или роду) → Антоновские (форма множественного числа, закрепившаяся как фамилия). В отличие от фамилии Антонов, которая прямо говорит «сын Антона», форма Антоновские подчеркивает коллективную родовую принадлежность.

О точном времени появления фамилии Антоновские говорить сложно. Массово фамилии на -ский/-цкая фиксировались в Речи Посполитой уже в XVI–XVII веках, а на территории Российской империи — позже, после отмены крепостного права, когда крестьянам массово присваивали фамилии по названиям деревень. Если предки носителя фамилии жили в местности, где было село Антоново, фамилия могла возникнуть именно тогда — как указание на то, откуда родом вся семья.