Фамилия Бутыревский образована по самой распространённой в Польше, а затем и в западнорусских землях модели — с суффиксом -ский. В отличие от простых русских фамилий на -ов и -ин, которые часто возникали из отчества, фамилии на -ский первоначально указывали на владельца поместья или выходца из определённой местности. Бутыревский — это «тот, кто из Бутырева» или «тот, кто владеет Бутыревым». Основа фамилии — название населённого пункта Бутырево (или Бутырёво), а корень — «бутыр-», который в старых русских говорах означал «отдельный дом, хутор, усадьба на отшибе» или даже «тюрьма» (отсюда московская Бутырка). Речь идёт о человеке, который жил на отшибе, в отдельной усадьбе, либо о том, чьи предки переселились из села с таким названием.

Сам суффикс -евск- (с мягким знаком перед -ск-) указывает на притяжательное значение от названия на -ево: Бутырево → Бутыревский. В русской ономастике такие фамилии чаще всего носили дворяне, получившие фамилию по своему имению, или духовенство, которое нередко брало фамилии по названию села, где служило. Однако Бутыревский могла возникнуть и у простого крестьянина, которого записали по месту рождения — из деревни Бутырево. Такие деревни есть в Тверской, Ярославской, Владимирской и других областях, что делает фамилию географически привязанной к Центральной России и Верхнему Поволжью.

Версия о происхождении напрямую от прозвища Бутырь (от «бутырить» — мешать, перекладывать, а также — шуметь, буянить) менее вероятна, потому что суффикс -ский обычно не крепился к личным прозвищам, а служил именно топонимическим маркером. Если бы фамилия пошла от прозвища, она скорее звучала бы как Бутырев или Бутырин. Таким образом, Бутыревский — типичная фамилия-указатель на родину предка, несущая в себе память о небольшом сельце или хуторе, где жили люди «на отшибе», в стороне от большой деревни.