Фамилия Бессмертная образована от мужского мирского имени Бессмертный. Такие имена в русской традиции называются «охранительными»: родители нарекали ими ребёнка, чтобы обмануть злые силы, которые якобы не позарятся на того, кого уже «похоронили» в имени. Надеясь вырастить здорового и крепкого мальчика, давали ему прозвище-оберег Бессмертный — с верой, что смерть обойдёт его стороной. Потомок человека с таким прозвищем и получил фамилию Бессмертная.

Словообразовательная модель здесь прозрачна: основа «бессмертн-» и суффикс -ая, типичный для женского варианта русских фамилий (ср. Умная, Весёлая). В мужском роде фамилия звучала бы как Бессмертный. Интересно, что в официальных документах XIX века такую фамилию могли записывать и с окончанием -ой (Бессмертной), но современная норма закрепила форму Бессмертная.

Фамилия эта редкая. Встречается она преимущественно на юге России и в украинских землях, где охранительные имена давали особенно часто. Сравните с однокоренными фамилиями Бессмертный, Бессмертнов, Бессмертных — последняя характерна для северных говоров, где фамилии на -их/-ых фиксировали целый род. Бессмертная же, с её окончанием, скорее указывает на конкретную женщину или вдову, за которой закрепилось прозвище.

В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» такая модель упоминается как типичная для прозвищ-оберегов, хотя сам корень «смерт-» в фамилиях встречается нечасто — слишком мрачная основа для повседневного общения. Но именно в охранительной функции она и работала: чем страшнее имя, тем надёжнее защита.