Фамилия Бутлеровский — яркий пример русского искусственного фамильного образования, которое почти наверняка обязано своим появлением не прозвищу или ремеслу, а фамилии знаменитого химика. В отличие от крестьянских или купеческих фамилий, которые складывались веками, «Бутлеровский» — продукт сознательного именования, характерный для духовного сословия и разночинной интеллигенции XIX века.

Основа фамилии — «Бутлеров» (от неё образован суффикс -ский, указывающий на принадлежность или отношение). Сама фамилия Бутлеров происходит от английского слова «butler» — дворецкий, управляющий домом. В России XVII–XVIII веков «бутлер» или «бутлеров» могли называть иностранного служащего или русского, перенявшего западную должность. Однако в случае с фамилией Бутлеровский важнее другое: её носитель, скорее всего, был семинаристом или студентом, которому при поступлении в учебное заведение дали «благозвучную» фамилию в честь великого учёного Александра Михайловича Бутлерова. Такая практика была распространена в духовных семинариях: ученикам присваивали фамилии по названиям городов, икон или по фамилиям уважаемых людей.

Суффикс -ский типичен для фамилий дворянского и духовного происхождения. Он придаёт фамилии «книжное», отвлечённое звучание. Если бы фамилия образовалась напрямую от прозвища «Бутлер», она звучала бы как Бутлеров. Форма на -ский ясно указывает на вторичное, искусственное происхождение: не «сын Бутлера», а «относящийся к Бутлерову», «из школы Бутлерова».

Встречается фамилия редко, преимущественно в центральной России и Поволжье, где были сильны традиции духовного образования. Географически она могла закрепиться в тех же местах, где жили потомки семинаристов — в сёлах при крупных монастырях или в уездных городах. Носители фамилии Бутлеровский, как правило, не имели прямого родства с химиком, но их предки выбрали эту фамилию как знак причастности к науке и просвещению.