Фамилия Астановская — женская форма, но почти всегда её носительницы происходят из рода Астановских. В основе лежит название населённого пункта, а не личное прозвище. Фамилии с суффиксом -ск- традиционно указывают на географическое происхождение: предок получил фамилию по месту, где жил или владел землёй. В польской, украинской и белорусской традиции такие фамилии были типичны для шляхты, но со временем распространились и среди крестьян, переселявшихся из одного села в другое.

Корень «Астан-» скорее всего восходит к названию села или урочища. Наиболее вероятная основа — топоним Астаново или Астань. Такие названия встречаются в Беларуси и на западе России, особенно в Смоленской и Брянской областях. Само слово «астань» в местных говорах могло означать «остаток», «стоянка» или быть производным от имени Астан (уменьшительное от Астафий, Евстафий). В польском языке есть слово «astan» — «стан», «лагерь», что тоже могло закрепиться в названии поселения.

Модель образования проста: к основе «Астан» добавили суффикс -ов-/-ев- для обозначения принадлежности (Астаново — «село Астана»), затем суффикс -ск- для образования фамилии-прилагательного. Окончание -ая — типичное для женского рода в русском языке. В мужском варианте фамилия звучала бы как Астановский, но в документах чаще фиксировали именно женскую форму, если речь шла о замужней женщине или вдове.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с названием реки Астань (приток Сожа). Если предок жил на её берегах, фамилия могла возникнуть независимо от одноимённого села. Однако таких гидронимов мало, и эта гипотеза уступает первой по распространённости.

Сословная принадлежность Астановских неоднородна. В польских метриках XVIII–XIX веков встречаются Астановские среди мелкой шляхты, но в российских переписях та же фамилия фиксируется у государственных крестьян и мещан. Это нормально: фамилия на -ский не гарантирует дворянства, особенно на восточных окраинах Речи Посполитой, где шляхетские фамилии перенимали и простые люди.

Написание фамилии устойчиво: с двумя «с» и окончанием -ая. Вариант Астаньская встречается редко и обычно связан с ошибкой переписчика. В современной России фамилия редкая, чаще попадается в Беларуси и на Украине.