Фамилия Голимбиовский звучит как типичная фамилия польского или белорусского происхождения, образованная от названия места. Суффикс -овский указывает на дворянский или шляхетский корень: такую модель использовали для обозначения владельцев имения или выходцев из конкретного села. Основа «Голимбиов-» скорее всего восходит к польскому слову gołąb — «голубь». В старой орфографии фамилия могла писаться как Gołębiowski, где буква «ę» передаёт носовой звук, близкий к русскому «им». При переносе в русскую письменность носовой звук упростили до «им», что и дало форму Голимбиовский.

Если версия с голубем верна, то предок-основатель мог происходить из населённого пункта с названием вроде Голембе (Gołębie) или Голембиов (Gołębiów). Такие топонимы встречаются в Польше и на западе Беларуси — например, деревни Голембе есть в Мазовецком и Люблинском воеводствах. Фамилия, значит, указывала на человека, который либо владел таким поместьем, либо оттуда родом. В Речи Посполитой это был один из самых распространённых способов создать фамилию для шляхтича.

Есть и менее очевидная, но возможная версия: основа могла быть связана с прозвищем Големба (Gołęba) — «голубь». В этом случае суффикс -ский добавили позже, когда прозвище превратилось в фамилию по польской моде. Такой путь типичен для крестьянских и мещанских фамилий, которые «подтягивали» под шляхетское звучание. Спор между двумя версиями решается в пользу топонимической: слишком уж характерна конструкция «на -овский» для указания на место, а не на прямое прозвище.

В русском языке фамилия встречается редко и в основном в западных регионах — на Смоленщине, в Брянской области, а также среди потомков польской шляхты, переселившихся в XIX веке. В документах XIX века можно найти написание «Голембиовский» — более близкое к польскому оригиналу. Со временем «о» перешло в «и» под влиянием акающего произношения, а «е» заменилось на «и» из-за графического упрощения. Так фамилия потеряла связь с «голубем» в сознании носителей, но сохранила отчётливый польский след в суффиксе.