Фамилия Черторийская — один из тех случаев, когда географическое происхождение прослеживается почти безошибочно. Она относится к древнему пласту русских и польских фамилий, образованных от названия местности с помощью суффикса -ск-/-цк- и окончания -ая. Такая модель (Черторий + -ск- + -ая) указывает, что первый носитель фамилии был либо владельцем, либо уроженцем места под названием Черторый или Чертория.

Корень «Черт(о)-» здесь, вопреки возможной догадке, не обязательно связан с чёртом. В славянской топонимике слово «черт» или «черта» часто означало границу, межу, грань. Второй корень — «рый» (от «рыть») или «рий» (от «рий» — поток, русло). Самая вероятная расшифровка: «Черторый» — это место, где прорыт ров или канава, обозначающая границу. Либо «Чертория» — речка с чёрной, мутной водой, прорывшая себе русло. Такие названия встречаются в разных славянских землях, но наиболее известен древний город Черторыйск на Волыни (ныне Украина). Именно от названия этого поселения, которое в разное время входило в состав Великого княжества Литовского, Речи Посполитой и Российской империи, и пошла знаменитая княжеская фамилия Чарторыйские (польский вариант написания — Czartoryski). Русская форма Черторийская — это калька с польского, адаптированная к русской грамматике.

Женская форма Черторийская указывает на принадлежность к роду, мужская — Черторийский. Фамилия однозначно дворянского происхождения: суффикс -ский в старину был маркером шляхетского или боярского статуса. Род Чарторыйских — один из старейших магнатских родов Польши и Литвы, ведущий родословную от Гедимина. Однако не стоит думать, что все носители фамилии — потомки князей. В России и Украине фамилию Черторийский/Черторийская мог получить и крестьянин, переселившийся из села Черторыйск или деревни Чертория — в этом случае она просто указывала на место выхода. Сложность в том, что «черторой» называли также овраг или канаву, поэтому прозвище могло закрепиться за человеком, жившим у такого оврага, и уже от него пошла фамилия.

В написании часто встречается путаница: через «а» (Чарторийская) или через «е» (Черторийская). «Чарторийская» — это прямой перенос польского произношения, где «а» после «ч» звучит твёрдо. «Черторийская» — русифицированный вариант, где корень привели к привычному звучанию. Оба варианта имеют право на существование и относятся к одной основе. В современной России фамилия редкая, встречается в основном в западных областях и в среде потомков эмигрантов первой волны.