Фамилия Гарбузовский образована по модели, типичной для восточнославянских фамилий дворянского и шляхетского происхождения, — с суффиксом -ский. В основе лежит слово «гарбуз» — украинское, белорусское и южнорусское название тыквы. Таким образом, фамилия указывает на географическое название, а не на прозвище человека: предок носителя фамилии, скорее всего, был владельцем или жителем населённого пункта вроде Гарбузов, Гарбузовка или Гарбузово. Такие топонимы встречаются в Черкасской, Винницкой, Киевской областях Украины, а также в Беларуси и на юге России. Фамилия на -ский изначально маркировала более высокий социальный статус по сравнению с фамилиями на -ов/-ев или -ин, поэтому Гарбузовские могли быть мещанами, казацкой старшиной или мелкопоместными дворянами, которые получили фамилию по названию своего имения или хутора.

Существует и другая, менее вероятная версия: фамилия могла возникнуть как патроним от прозвища Гарбуз — так могли назвать человека за любовь к тыквам, за круглую форму головы или за то, что он торговал бахчевыми. Однако в таком случае форма была бы Гарбузов или Гарбузин, а не Гарбузовский. Суффикс -ский однозначно указывает на топонимическую основу. В польской ономастике, где фамилии на -ski особенно распространены, Гарбузовский мог быть русифицированным вариантом польской фамилии Harbuzowski.

В белорусских и украинских говорах слово «гарбуз» имеет ещё одно значение — «отказ при сватовстве» (когда девушка подавала парню тыкву). Но связывать с этим обрядом фамилию Гарбузовский не стоит: прозвища «Гарбуз» в значении «неудачливый жених» встречаются, но они не давали производных на -ский. Таким образом, наиболее правдоподобное объяснение: фамилия происходит от названия села или хутора, где жил первопредок. Найти точное место сейчас сложно, но носители фамилии чаще всего встречаются на западе и юге Украины, а также в приграничных районах России — это подтверждает географическую привязку.