Фамилия Дымбовская — женская форма фамилии Дымбовский, и её происхождение стоит искать не в одном корне, а в двух возможных, и оба ведут к географическому названию. Модель образования на -ский/-цкий в польской, украинской и белорусской традиции чаще всего указывает на связь с местностью: так называли человека, владевшего поместьем или происходившего из села с похожим именем.

Первая и самая прямая версия — от названия населённого пункта Дымбово или Дымбов. Такие топонимы встречаются в Польше (например, Dębowo, но в русской передаче через «ы» — Дымбово) и в западных регионах бывшей Речи Посполитой. Корень в этом случае — «дым», то есть место, где топили печи, выжигали уголь или просто стояла изба с дымом. Фамилия Дымбовский могла закрепиться за шляхтичем или крестьянином, который владел землёй в таком селе или был оттуда родом.

Вторая версия — от прозвища Дымба, которое в польских и белорусских говорах могло означать человека с тёмным, «дымчатым» цветом кожи или волос, либо того, кто работал в дыму — например, смолокура или печника. Суффикс -овский тогда присоединился к основе позже, по модели «чей?»: сын Дымбы → Дымбовский. Такой путь типичен для фамилий, которые сначала были прозвищными, а потом стали указывать на принадлежность к роду.

В русском контексте фамилия Дымбовская — редкая, и её носители, скорее всего, имеют корни в западных губерниях Российской империи: Могилёвской, Витебской, Волынской или Гродненской. Там фамилии на -ский были особенно распространены среди мелкой шляхты и духовенства. Встречается также вариант написания Дембовская (от польского dąb — «дуб»), но Дымбовская с «ы» — более характерный восточнославянский вариант, где польское «ę» перешло в «ы» при адаптации.

Сословно фамилия могла принадлежать как дворянам (гербовые записи в польских метриках), так и крестьянам, получившим фамилию по месту жительства при переписях XIX века. Однозначно сказать, кем были предки, можно только по генеалогическим документам, но география и суффикс указывают на западные земли с сильным польским влиянием.