Фамилия Бжезинская в своей основе отсылает к польскому топониму — названию деревни или города Бжезины (Brzeziny). Таких мест в Польше несколько, самое известное — город в Лодзинском воеводстве. Корень brzez- означает «берёза», так что Бжезины буквально переводится как «берёзовое место» или «берёзовый лес». Житель такого поселения получал прозвище Бжезиньский (Brzeziński), его жена или дочь — Бжезиньская (Brzezińska). В русский язык фамилия вошла через транслитерацию с польского, потеряв мягкий знак в суффиксе: Бжезинский / Бжезинская.

Суффикс -ск- типичен для польской шляхетской модели образования фамилий от географических названий. В XV–XVII веках так называли себя мелкопоместные дворяне, владевшие или жившие в конкретном имении. Поэтому носительница фамилии Бжезинская почти наверняка происходит из польской шляхетской среды, хотя со временем фамилия распространилась и среди крестьян, особенно после разделов Речи Посполитой, когда сословные границы стали размываться.

В русском контексте фамилия встречается редко и несёт явный западный, польский отпечаток. Наиболее известная носительница — Збигнев Бжезинский, политолог и советник президента США, но его фамилия мужского рода. Женский вариант Бжезинская могла принадлежать его матери или другим родственницам. В дореволюционной России эта фамилия фиксировалась в западных губерниях (Виленской, Гродненской, Волынской) среди католического и униатского населения, а после 1945 года вместе с переселением поляков из Западной Украины и Беларуси ушла в Польшу.

Словообразовательная модель проста: основа brzez- + суффикс -ińsk- (в русской записи -инск-) + окончание -а для женского рода. Ударение в русском произношении чаще падает на второй слог: Бжези́нская, хотя в польском оригинале ударение предпоследнее — Бжези́ньска. Разница в произношении — один из маркеров, что фамилия не исконно русская, а заимствованная.