Фамилия Голимбовская — женская форма фамилии Голимбовский, которая образована по типичной для польской и западнорусской шляхты модели от названия населённого пункта с суффиксом -овск/-евск. Основа «Голимб-» указывает на топоним Голимбув (польск. Golimbów) или Голимбово — несколько деревень с таким названием есть на территории исторической Польши и современной Западной Украины (например, в Люблинском воеводстве). В польском языке слово «goląb» означает «голубь», но в основе названий деревень Голимбув чаще видят древнее личное имя Голимб (от «golić» — брить, оголять, либо от «goły» — голый, бедный), а не птицу.

Фамилия Голимбовский/Голимбовская — редкая. Её носители, скорее всего, происходят из мелкой шляхты или крестьян, получивших фамилию по месту жительства при переходе на постоянные фамилии в XVIII–XIX веках. Характерный суффикс -ский (в женском роде -ская) в польской традиции был признаком дворянского происхождения, но на восточных землях Речи Посполитой (на территории современной Беларуси и Украины) его часто давали и крестьянам после разделов Польши, чтобы унифицировать фамилии по польскому образцу.

В русском языке фамилия сохранила польское написание через «о» (Голимбовская), хотя при адаптации могла бы звучать как Голубовская. Это указывает на то, что предки либо сохраняли польское произношение, либо фамилия была зафиксирована в документах именно в такой форме. Ударение, скорее всего, падает на предпоследний слог — Голимбо́вская, как это свойственно польским фамилиям на -ский.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Голимбовский, Голимбов, Голимба) показывает, что корень стабилен и не имеет вариантов с чередованием — значит, он привязан к конкретному топониму, а не к прозвищу. Если бы фамилия происходила от прозвища «Голимба» (от «голимый» — в некоторых говорах «совершенный, отъявленный»), мы бы видели суффикс -ин или -ов (Голимбин, Голимбов), а не -ский. Поэтому топонимическая версия основная.

География фамилии сегодня — в основном западные регионы России, Беларусь, а также потомки эмигрантов первой волны в Польше и США. В дореволюционных метрических книгах фамилия встречается в Гродненской и Волынской губерниях, что подтверждает её западнорусское происхождение.