Фамилия Бротерская звучит необычно для русского уха — и это первый ключ к её происхождению. В ней нет славянской основы, зато есть явный след польского или белорусского влияния. Суффикс -ск- (женская форма -ская) указывает на то, что фамилия образована по модели, типичной для шляхты и духовенства в Речи Посполитой и на западнорусских землях. Такие фамилии часто давали по названию поместья или местечка, а не по ремеслу или прозвищу.

Основа «Бротер-» скорее всего восходит к польскому brat (брат) или к его производным. В польской ономастике встречается фамилия Broter, которая могла означать либо «брат» в прямом смысле, либо «брат-монах» (член религиозного братства). В таком случае Бротерская — это фамилия, данная по месту жительства или владения, например, от названия усадьбы Бротеры или деревни Бротерск. Географически такие названия могли встречаться в бывших землях Великого княжества Литовского — на территории современной Беларуси, восточной Польши или западной Украины.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с немецким Bruder (брат) через диалектные искажения. В XVIII–XIX веках в Российскую империю переселялись немецкие колонисты, и фамилии на -ер иногда адаптировались к местной модели, получая окончание -ский. Однако для фамилии Бротерская эта гипотеза слаба: суффикс -ск- практически не встречается у немецких переселенцев в чистом виде, а скорее выдаёт польско-литовский контекст.

Сословно носительницы фамилии Бротерская, скорее всего, происходили из мелкой шляхты или духовенства. В польской традиции фамилии на -ский/-ская были маркером благородного происхождения, хотя к XIX веку их могли принимать и крестьяне, и мещане, подражая шляхетской моде. В метрических книгах XIX века на территории западных губерний Российской империи фамилия Бротерская встречается редко, что говорит о её локальном бытовании — возможно, в пределах одного уезда или даже одного прихода.

Таким образом, Бротерская — это фамилия-топоним, образованная от названия места, связанного со словом «брат» (в значении родственник или монах). Её обладательницы, вероятно, вели родословную из западнорусских или польских земель, где подобные фамилии были частью местной ономастической традиции.