Фамилия Чернобривская — типичный пример того, как внешняя примета человека становится его родовым именем. В основе лежит украинское прилагательное «чорнобривий» — чернобровый, то есть обладатель тёмных, густых бровей. Прозвище Чернобрив давали человеку с яркой внешностью, и оно было настолько распространено в Малороссии, что породило целое гнездо фамилий: Чернобрив, Чернобривко, Чернобров, Чернобровкин.

Фамилия образована по женской линии с помощью типичного для польско-украинского пограничья суффикса -ск-. Модель «Чернобривская» означает, что родоначальником был мужчина Чернобривский, а его жена или дочь получили окончание -ая. Такая форма фамилий характерна для шляхты и духовенства на землях бывшей Речи Посполитой, где фамилии на -ский/-цкий считались престижными и указывали на владение землёй или происхождение из определённого места. Однако в случае с Чернобривской географическая привязка вторична — первично прозвище.

Интересно, что в русском языке ударение в фамилии сместилось на второй слог — Чернобри́вская, хотя в украинском оригинале оно падает на третий: чорнобри́вий. Это типичная адаптация при переходе фамилии в великорусскую среду. Встречаются варианты написания через «о» — Чернобровская, но они редки и, скорее всего, возникли под влиянием письменной фиксации, когда «о» и «а» в безударной позиции путали.

Социальный состав носителей фамилии пёстрый. В XIX веке Чернобривские встречались и среди мещан Черниговской губернии, и среди казаков Полтавщины, и среди крестьян Харьковщины. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано — это фамилия людей «простого звания», чьи предки получили прозвище за красивую или приметную внешность. Сегодня фамилия встречается в основном на юге России и в восточных областях Украины, что подтверждает её южнорусское происхождение.