Фамилия Брангенштайн — редкий пример немецкой фамилии, которая почти не изменилась при переносе в русскую среду. Она сложносоставная, типичная для южнонемецкого ареала, и строит свой смысл из двух корней: «Бранг» и «штайн».

Первый корень, «Бранг», может восходить к древневерхненемецкому brang — «теснина», «узкий проход». Вторая часть, «штайн» (нем. Stein), означает «камень». Вместе фамилия могла описывать место жительства: «каменная теснина» или «живущий у камня в ущелье». Такие топонимические фамилии были распространены в Баварии, Австрии и Швейцарии, где рельеф диктовал быт и названия.

Есть и другая версия: «Бранг» мог быть вариантом имени Брандо (от древневерхненемецкого brant — «меч», «огонь»). Тогда Брангенштайн означал бы «камень Бранда» или «каменный Бранд». В пользу первой версии говорит частота географических названий с «-штайн» (Левенштайн, Розенштайн), в пользу второй — антропонимическая модель, когда личное имя переходит в фамилию через притяжательный суффикс.

Интересно, что фамилия сохранила архаичное окончание -ен- в середине (Branden-), которое указывает на старую форму родительного падежа. Это говорит о том, что фамилия сложилась не позднее XVI–XVII веков, когда такие формы уже выходили из обихода в разговорном немецком.

В русских документах фамилия встречается редко, в основном у потомков немецких колонистов, переселившихся в Российскую империю в XVIII–XIX веках. Она не получила типичного русского суффикса (-ов, -ев), так как воспринималась как иноязычная и не склонялась по русским образцам. Сегодня носители фамилии Брангенштайн живут в основном в Германии, Австрии и среди потомков эмигрантов в США и Бразилии.