Фамилия Голембеовский — редкий случай, когда написание подсказывает больше, чем звучание. В ней легко угадать польскую основу gołąb (голубь), но русская передача через «е» после «б» (а не через «ё» или «я») выдает долгую историю бытования фамилии в восточнославянской среде. По-польски фамилия звучала бы как Голембиовский (Gołębiowski) — от слова gołąb, то есть «голубь». Суффикс -овский (польск. -owski) указывает на принадлежность к месту или роду: Gołębiowski — либо выходец из села Голембе (Gołębie), либо потомок человека по прозвищу Голембь (Голубь).

Корень gołąb- в польской ономастике один из самых продуктивных. Фамилии Голембиовский, Голембевский, Голембовский встречаются в документах Речи Посполитой с XVI века. Но форма «Голембеовский» — с двумя «е» и без привычного «и» после «б» — скорее всего, результат адаптации в русском делопроизводстве XIX века. Чиновники записывали фамилию на слух, и польское gołębiowski превращалось в «Голембеовский»: твердое «б» мешало передать мягкость, а суффикс -ow- слился с окончанием.

Скорее всего, предки носителя этой фамилии были мелкими шляхтичами или крестьянами из центральной или восточной Польши (Мазовия, Подляшье). Там много деревень с названиями типа Голембе (Gołębie) — буквально «Голубиное». Прозвище «Голубь» в славянской традиции давали миролюбивому, кроткому человеку, но в польской шляхетской среде оно могло быть и топонимическим — по месту жительства.

В отличие от распространенных Голембиовских, форма с «ео» встречается редко. Это не ошибка, а живой след языкового контакта: польская фамилия, записанная русскими буквами в XIX — начале XX века, когда многие поляки переселялись в западные губернии Российской империи. Если искать однокоренные варианты, ближе всего фамилии Голембевский и Голембовский — они отличаются только огласовкой суффикса, но корень и смысл тот же: «голубиный».