Фамилия Гарцевские — типичная для польско-белорусского и украинского ареала модель на -ский/-цкий, которая в дворянской среде указывала на владение землёй или происхождение из определённого места. В отличие от русских фамилий на -ов/-ев, такие фамилии закрепились за шляхтой и духовенством, а позже распространились среди крестьянства западных губерний Российской империи.

Основа фамилии — топоним Гарцево или Гарцев. Такие названия встречаются в Беларуси (например, деревня Гарцево в Гомельской области) и в Польше (Garców). Корень, скорее всего, восходит к слову «гарц» — в польском и украинском языках это «скачка», «быстрое движение», а «гарцевать» означает «лихо скакать на коне». Прозвище Гарц или Гарцец могли дать резвому всаднику, наезднику, либо человеку с живым, порывистым характером. В этом случае Гарцевские — потомки того, кого прозвали Гарцем.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с диалектным «гарц» в значении «мусор, отходы» (от немецкого Harz — смола, но в переносном смысле). Однако для фамилии, оформленной шляхетским суффиксом, такое прозвище маловероятно: дворянство предпочитало благозвучные основы.

Словообразовательная цепочка проста: от названия деревни Гарцево (или от прозвища Гарц) образовалось притяжательное прилагательное Гарцевский («относящийся к Гарцеву»), которое затем закрепилось как фамилия. Ударение падает на второй слог: Гарце́вские, хотя в бытовой речи нередко смещается на первый.

В исторических источниках фамилия встречается с XVII века на территории Речи Посполитой, преимущественно среди мелкой шляхты. После разделов Польши Гарцевские фигурируют в метрических книгах Виленской, Минской и Волынской губерний. В советское время фамилия не была широко распространена, но встречается в России, Украине и Беларуси. Известных носителей, вошедших в энциклопедии, нет — фамилия остаётся камерной, региональной.