Фамилия Бромштейн — один из тех случаев, когда в основе лежит не прозвище, не ремесло и не имя, а топоним, причём с чёткой географической привязкой. Это типичная еврейская фамилия ашкеназского происхождения, образованная по модели «название места + суффикс -штейн». Вторая часть, «-штейн», в переводе с немецкого и идиша означает «камень», но в фамилиях она чаще всего указывает на место, откуда человек родом, — город или местечко. Первая часть, «Бром-», скорее всего, восходит к названию города Бромберг (немецкое название польского Быдгоща). Таким образом, Бромштейн — это «человек из Бромберга», то есть выходец из этого города.

Встречается и другая версия: «Бром» может быть связан с идишским словом «бром» — «грязь», «болото». Тогда фамилия могла означать того, кто живёт у болота или на грязной улице. Однако эта гипотеза менее убедительна: в еврейской ономастике модель «топоним + -штейн» гораздо распространённее, чем прозвищная основа с негативным оттенком. Более того, в той же Германии и Польше есть несколько реальных населённых пунктов с корнем «Бром», что делает топонимическую версию основной.

Фамилия Бромштейн — сравнительно поздняя, как и большинство ашкеназских фамилий. Массовое присвоение фамилий еврейскому населению Российской империи и Австро-Венгрии происходило в конце XVIII — первой половине XIX века. Носители фамилии — почти наверняка потомки евреев, живших на территории бывшей Речи Посполитой или Пруссии, откуда они могли мигрировать в центральные и восточные губернии России. Географически фамилия рассеяна: встречается и в Польше, и в Беларуси, и на Украине, и в России, но без выраженного регионального «гнезда».

Словообразовательная модель проста: суффикс -штейн присоединяется к основе напрямую, без дополнительных патронимических суффиксов (в отличие от фамилий на -ов, -ин). Это характерно для немецкоязычного влияния в еврейской антропонимике. В русском языке фамилия не склоняется, если принадлежит мужчине, и склоняется, если женщине: Бромштейн, Бромштейна. Встречаются варианты написания — Бромштейн, Бромштей, реже Бромстин, но основная форма устоялась.

Известных носителей фамилии немного, и они не относятся к числу широко публичных фигур. Это скорее врачи, инженеры, учёные — люди, чьи биографии остались в архивах, а не на первых полосах газет. Фамилия не редкая, но и не массовая: её носители — это, как правило, потомки тех, кто в XIX веке покинул родной Бромберг или его окрестности и осел в других городах черты оседлости.