Фамилия Билостоцкая — вариант с характерным польским следом. Её основа — топоним Белосток (польск. Białystok). Это город на северо-востоке современной Польши, название которого переводится как «белый склон» или «белый сток» (от слов biały — «белый» и stok — «склон, поток»). Фамилия образована по польской модели при помощи суффикса -цк- (-ski/-cki), который указывает на происхождение из определённой местности. Билостоцкая — это женщина, чей род происходил из Белостока или его окрестностей. Мужская форма — Билостоцкий.

Форма «Билостоцкая» (с «и», а не «е») — результат адаптации польского написания Białostocka к русской графике. В польском языке есть носовой звук «ą», который в русской передаче мог превратиться в «о» или «у». Здесь же отразилось влияние произношения: польское «Biało-» звучит близко к «Било-». Такая запись встречается в документах XIX — начала XX века, особенно у потомков выходцев из Царства Польского или западных губерний Российской империи.

В отличие от многих славянских фамилий, которые строятся от личных имён или прозвищ, Билостоцкая — чисто географическая. Носители этой фамилии, скорее всего, были шляхтой или мещанами, переселившимися из Белостока в другие регионы. Белосток входил в состав Российской империи после разделов Польши, и его жители нередко уезжали вглубь страны — на Украину, в Беларусь, в центральные губернии. Фамилия могла закрепиться за теми, кого переписчики записывали по месту прежнего жительства.

Редкая для России фамилия. Встречается преимущественно в западных областях, а также в еврейской среде (многие евреи из Белостока получали такие фамилии при введении обязательных фамилий в XIX веке). Но по суффиксу -цк- она типична для польской шляхетской ономастики, поэтому этническое происхождение может быть разным. Однокоренные фамилии — Белостоцкий, Белосток, Белостоцкая — различаются только написанием, но корень один и тот же.