Фамилия Гайыоронская — редкая, и её происхождение не лежит на поверхности. Скорее всего, она имеет искусственное, книжное происхождение, а не образована от обычного прозвища или ремесла. В основе лежит прилагательное «гайыоронский», которое, в свою очередь, восходит к названию населённого пункта с корнем «Гай-» или «Гаи-».

Наиболее правдоподобная версия — связь с украинским или белорусским топонимом, например, с селом Гайворон (или Гаёвка, Гаи). Вторая часть слова, «-орон», могла возникнуть в результате фонетического переосмысления или диалектного произношения. В украинском языке «гай» означает лес, рощу, а «ворон» — птицу. Таким образом, Гайворон — это «лесной ворон» или «ворон из рощи». Фамилия Гайыоронская — это женская форма от мужской Гайыоронский, а сама модель на «-ский» указывает на дворянское или шляхетское происхождение, либо на принадлежность к землевладельцам, получившим фамилию по названию своего поместья.

Менее вероятно, но нельзя исключать, что фамилия образована от прозвища Гайыорон, данного человеку с хриплым, «вороньим» голосом, жившему в лесу. Однако суффикс «-ский» в этом случае нетипичен для крестьянских прозвищных фамилий — он характерен для польской, украинской и русской аристократии.

Сравнение с однокоренными фамилиями показывает, что форма с «ы» (Гайыоронский) встречается гораздо реже, чем Гайворонский или Гайворонов. Эта орфография могла закрепиться из-за ошибки писаря или особенностей местного говора, где «ы» произносится на месте «и». Социальный контекст фамилии — скорее всего, мелкопоместное дворянство или духовенство, так как семинаристы часто получали фамилии по названиям сёл, где служили их отцы.