Фамилия Барновицкая — редкий случай, когда географическая привязка почти наверняка перевешивает все остальные версии. Окончание -ская прямо указывает на польско-белорусское или западноукраинское происхождение: такую форму давали по названию местности, откуда человек был родом. В основе лежит топоним Барновичи (или Барново, Барнавка), а таких сел и хуторов немало на территории современных Беларуси, Польши и Западной Украины.

Если разбирать по составу, то корень «Барн-» может восходить к личному имени Барним (сокращение от Бартломей, то есть Варфоломей) или к прозвищу от диалектного «барна» — так в некоторых говорах называли болтуна, крикуна. Однако для фамилии на -ский типичнее именно топонимическая модель: помещик или крестьянин, переселившийся из деревни Барновичи, получал прозвище Барновицкий, а его жена или дочь — Барновицкая.

Интересно, что женская форма фамилии закрепилась как основная — это бывает, если в документах фигурировала вдова или дочь, владевшая землёй, либо если фамилия прошла через польскую традицию, где окончание -ая/-ая не столь характерно, а -ская/-ская универсально для обоих полов. В русском языке мужской вариант выглядел бы как Барновицкий, но в реальных записях XIX — начала XX века встречаются обе формы.

Сословно носители фамилии, скорее всего, относились к мелкой шляхте или зажиточным крестьянам западных губерний Российской империи. Фамилия не получила широкого распространения — её можно встретить в Минской, Гродненской областях, а также среди потомков эмигрантов первой волны в США и Аргентине. Одно из немногих документальных упоминаний — метрические записи костёлов Виленской губернии 1870-х годов, где фигурирует мещанка Агата Барновицкая.

Другие версии, например, связь с немецким словом Barn (амбар) или тюркским корнем, маловероятны: суффикс -ский в русской ономастике почти не сочетается с иноязычными основами, если только это не результат поздней русификации. Поиск по однокоренным фамилиям (Барнов, Барнавский, Барнович) показывает, что все они тяготеют к одному региону — Понеманью и Побужью.