Фамилия Донцовская — яркий пример того, как географическое имя превратилось в родовое. Её основа — топоним Донец или Донцово. В первом случае речь о реке Донец (Северский Донец) или о городе с таким названием. Во втором — о небольшом селе или хуторе, которое могли назвать по фамилии владельца или первопоселенца. Суффикс -ский в русской ономастике классический: он указывает на принадлежность к месту или на происхождение оттуда. Донцовский — буквально «тот, кто родом из Донца» или «из Донцова».

Модель образования типична для фамилий дворянского и шляхетского круга, но в России её активно перенимали и крестьяне, и духовенство. В польской традиции фамилии на -ский были знаком принадлежности к шляхте, но у восточных славян эта связь со временем стёрлась. Если предки Донцовских были выходцами с берегов Северского Донца, фамилия могла появиться в XVII–XVIII веках, когда после присоединения этих земель к России туда переселялись служилые люди и казаки.

Версия с ремеслом или прозвищем маловероятна. Слово «донец» в старину означало жителя берегов Дона или Донца, но суффикс -овск- здесь лишний: для такого прозвища хватило бы формы Донцов. Наличие именно -ский — сильный аргумент в пользу топонимического происхождения. Фамилия встречается в основном на юге России и в восточной Украине, что подтверждает связь с историческим регионом.

В написании есть одна особенность: вариант Донцовский (с ударением на втором слоге) и Донцовской (с окончанием -ой) — это разные орфографические нормы, но суть одна. В дореволюционных документах фамилия могла фиксироваться через «а» — Донцовский, но это лишь отражение местного произношения.