Фамилия Долматский звучит как топонимическая — на это прямо указывает суффикс -ский. В русской ономастике такие фамилии чаще всего получали выходцы из какого-либо места: села, города или местности, название которой становилось основой. Если убрать суффикс, останется корень Долмат- — это древняя форма имени Далмат (через «о» на месте «а» под влиянием аканья или церковнославянской традиции). Имя Далмат (Долмат) — календарное, греческого происхождения, от названия области Далмация на Балканах. В святцах оно известно благодаря святому Далмату Исетскому, основателю Далматовского монастыря на Урале, и византийскому подвижнику Далмату Константинопольскому.

Таким образом, фамилия Долматский могла возникнуть двумя путями. Первый — от имени Долмат через притяжательное прилагательное с суффиксом -ск-: так называли человека, принадлежавшего к семье Долмата или жившего в его усадьбе. Второй — от географического названия, например, от села Долматово (такие есть в Тульской, Калужской, Курской областях) или от города Далматово в Курганской области, названного в честь монастыря. В этом случае фамилия указывала на уроженца этих мест: «Долматский» — тот, кто родом из Долматова.

Особенность фамилии — её относительная редкость и книжный оттенок. Суффикс -ский в XVII–XIX веках был характерен для дворянских фамилий (по названиям имений) и для духовенства (по названиям церквей или сел). Среди крестьян фамилии на -ский встречались реже и часто указывали на переселенцев из других губерний. Поэтому предки носителя фамилии Долматский могли быть либо священниками (получившими фамилию при семинарии по месту служения), либо помещиками, владевшими землями в районе Долматова, либо крестьянами, переехавшими из одноимённой деревни.

В написании фамилии возможны варианты: через а (Далматский) и через о (Долматский). Форма с «о» более традиционна для русской бытовой речи, где имя Долмат закрепилось в просторечии, а вариант с «а» чаще встречается у потомков, восстановивших книжное написание. В любом случае, фамилия прочно связана с историей Урала и Сибири, где Далматовский монастырь и город Далматово оставили заметный след в топонимике.