Фамилия Брюханская — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти не вызывает споров, зато сама фамилия заставляет задуматься о географии и социальном происхождении. Корень здесь очевиден: «брюхо». В древнерусском языке это слово означало не только живот, но и шире — утробу, сытость, достаток. Прозвище Брюхан давали человеку с заметным животом, но не обязательно с насмешкой. В крестьянской среде полный, дородный мужчина нередко воспринимался как зажиточный, крепкий хозяин, у которого «дом — полная чаша». Иногда прозвище закреплялось за тем, кто любил плотно поесть, или за человеком, чья внешность выделялась именно полнотой.

Суффикс -ск- указывает на то, что перед нами фамилия знакомая нам по дворянским и шляхетским образцам, но в реальности она могла принадлежать и простому люду. В Российской империи фамилии на -ский/-цкий часто давали семинаристам при поступлении в духовные училища: им меняли бытовые прозвища на более благозвучные, «книжные». Брюханский мог стать фамилией ученика, чья мирская фамилия была Брюханов или Брюхатый, — так из грубоватого прозвища делали фамилию, звучавшую по-польски или по-дворянски. Однако есть и другая версия: фамилия могла возникнуть как топонимическая, то есть от названия места. В документах XIX века встречаются деревни и хутора с названием Брюханы или Брюханово, особенно на территории современной Беларуси и западных областей России. Житель такого села получал прозвище Брюханский, а затем и фамилию.

Женская форма Брюханская указывает на то, что носительница — либо дочь, либо жена человека с фамилией Брюханский. В русской традиции такие фамилии не склонялись по родам до XX века, а потом закрепились в неизменном виде. Географически фамилия тяготеет к южнорусским и белорусским регионам: в переписях XIX века Брюханские чаще всего фиксировались в Черниговской, Могилёвской и Смоленской губерниях. Это косвенно подтверждает версию о семинарском происхождении — именно в этих землях было много духовных училищ, где охотно давали фамилии на -ский.

С точки зрения словообразования фамилия проста: основа Брюхан- плюс типичный суффикс принадлежности -ск- и окончание -ая. Сравните с однокоренными: Брюханов, Брюхатый, Брюшинкин. Брюханская стоит особняком — она звучит более официально и, вероятно, отражает попытку приподнять носителя в глазах окружающих, «облагородить» бытовое прозвище. В современной России фамилия редкая, и её носители, скорее всего, потомки тех самых крестьян или церковнослужителей, чьи предки носили прозвище Брюхан.