Фамилия Арменский звучит как указание на национальность или географическое происхождение, но с этимологической точки зрения всё не так прямолинейно. Основа фамилии — «армен», что в русском языке традиционно означает «армянин» (от старого «армен» или «армянин»). Однако фамилия образована не от этнонима напрямую, а через модель с суффиксом -ск(ий). Этот суффикс в русских фамилиях чаще всего указывает на принадлежность к местности или владению (как Дубровский — от Дуброво, Тверской — от Твери). Значит, Арменский — это не «армянин по крови», а скорее «выходец из места, называвшегося Армены» или «помещик из села Арменское».

Такая фамилия могла появиться у русского дворянина или крестьянина, чьё родовое гнездо или деревня носила название, производное от «армяне». В России и на Украине существовали сёла с названиями Армянское, Армянка, Арменово — их основателями или жителями были переселившиеся армяне. Например, в Крыму, на Кубани, на Дону есть топонимы, связанные с армянскими колониями. Фамилия Арменский, таким образом, могла закрепиться за человеком, который пришёл из такого села, а вовсе не обязательно за тем, кто сам был армянином. В этом отличие от фамилии Армянинов, где суффикс -ов прямо указывает на отчество от прозвища «армянин».

Модель на -ский характерна для фамилий польской, украинской и южнорусской традиции, особенно для духовенства и шляхты. В XIX веке семинаристы нередко получали фамилии по названию села или по этнониму, если хотели подчеркнуть происхождение. Арменский могла быть «семинарской» фамилией, данной выходцу из армянской среды, принявшему православие, — такие случаи известны, например, в ставропольских и астраханских духовных училищах. Но основная версия всё же топонимическая: фамилия говорит о месте, а не о крови.