Фамилию Голымбиевский обычно относят к «географическим» — образованным от названия места, где жил основатель рода. Типичный суффикс -ский указывает на дворянское или шляхетское происхождение (в польской и западнорусской традиции), а корень «Голымб-» отсылает к польскому слову gołąb — «голубь». Скорее всего, предок Голымбиевских владел землей или усадьбой Голембе (Gołębie) — таких сел и фольварков в Польше, Беларуси и на Западной Украине было немало. Название могло произойти от голубиной охоты, разведения птиц или просто от прозвища первого поселенца.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с диалектным «голымб» (от «голый»), но для фамилии на -ский это нетипично: такие прозвища обычно закреплялись суффиксами -ов или -ин. Судя по окончанию -евский (а не -овский), основа оканчивалась на мягкий согласный, что подтверждает польское происхождение: Gołębiewski — одна из распространённых фамилий в Польше, а Голымбиевский — её русифицированная или украинизированная форма.

В Российской империи носители фамилии встречались в Волынской, Гродненской и Минской губерниях — в местах, где веками жила польская шляхта, постепенно переходившая в православие. Часть Голымбиевских могла быть мелкими дворянами (однодворцами), а часть — крестьянами, получившими фамилию по названию поместья, где они работали.

Сегодня фамилия редкая, но не исчезнувшая. Её написание — через «ы» после «л» — закрепилось, скорее всего, из-за особенностей местного произношения или ошибок писарей, которые передавали польское ę как «ым», а не как «ем». Сравните с однокоренными Голембиевский, Голембовский — все они восходят к одному источнику, но разошлись в орфографии.