Фамилия Батвинская — женская форма фамилии Батвинский, и ключ к её происхождению лежит в слове «ботва» (или «батва» — диалектный вариант). В основе лежит прозвище Батва, которое на Руси давали либо человеку, занимавшемуся огородничеством и торговлей зеленью, либо тому, кто был худым и высоким, как стебель ботвы. В ономастике встречается и другая версия: прозвище могло быть связано с глаголом «ботать» — болтать, пустословить, но она менее убедительна, так как фонетически «батва» ближе к «ботве», чем к «ботать».

Фамилия образована по продуктивной модели с суффиксом -ск-, типичной для польской, украинской и западнорусской шляхты или духовенства. Суффикс -ск- указывал на принадлежность к местности или роду: Батвинский — «тот, кто из местности, где жили Батвы» или «сын Батвы». Это отличает фамилию от более простых крестьянских форм на -ов/-ев и -ин, которые часто давали по отцу. Если бы фамилия была образована напрямую от прозвища, она звучала бы как Батвин или Батвинов, но форма на -ский подчёркивает более высокий социальный статус предка — возможно, мелкопоместного дворянина или священника.

Географически фамилия тяготеет к западным и южным регионам бывшей Речи Посполитой: современные Беларусь, Украина, а также Смоленская и Брянская области России. В этих местах слово «батва» (или «батовьё») до сих пор употребляется в значении «свекольная или картофельная ботва». Написание через «а» в корне (Батвинская, а не Ботвинская) — характерная черта белорусского «аканья», закреплённая в документах. Если бы фамилия возникла в великорусских говорах, она бы сохранила «о»: Ботвинская.

Сравните с однокоренными фамилиями: Ботвинников (от «ботвинья» — холодный суп из ботвы) и Ботвинко (украинская форма). Батвинская стоит особняком — она не связана с блюдом, а прямо указывает на растение или прозвище. В дореволюционных метрических книгах эта фамилия встречается редко, что говорит о её локальном распространении. Носительница фамилии может с уверенностью предположить, что её предки жили на западе или юго-западе современной России, в Беларуси или на Украине, и, скорее всего, имели отношение к земледелию или духовному сословию.