Фамилия Гражинская — женская форма фамилии Гражинский, которая образована по классической для восточнославянского ономастикона модели: основа плюс суффикс -ск-. Этот суффикс указывает на происхождение от географического названия (топонима) или на принадлежность к местности. В белорусской, украинской и польской традициях фамилии на -ский/-цкий, -ская/-цкая были особенно распространены среди шляхты, но со временем стали массовыми у всех сословий, закрепив за человеком его «малую родину».

Корень фамилии — «Гражин-» — скорее всего, восходит к названию населённого пункта. В Польше и на западе Беларуси встречаются топонимы Гражина, Гражины, Гражин. Само слово «Гражина» имеет литовские корни (от gražus — «красивый», «прекрасный») и было популяризировано как женское имя благодаря поэме Адама Мицкевича «Гражина» (1823). Однако в основе фамилии лежит не имя, а именно название места: человек, переселившийся из села Гражин, получал прозвание «Гражинский», а его жена или дочь — «Гражинская».

Есть и менее вероятная версия — от прозвища Гража (Гража) с суффиксом -ин- (Гражин → Гражинский). Но в таком случае форма Гражинская была бы редким исключением: обычно матронимы (фамилии от женских имён) на -ин образуют женский род через -ина (например, Марьин — Марьина, а не Марьинская). Поэтому топонимическое происхождение выглядит убедительнее.

Географически фамилия тяготеет к западным регионам — Гродненской и Брестской областям Беларуси, а также к Подляскому воеводству Польши. В России она встречается редко и, как правило, у потомков переселенцев с этих земель в XIX—XX веках. Сословно первые носители могли быть как мелкими шляхтичами (однодворцами), так и крестьянами, взявшими фамилию по месту жительства после отмены крепостного права. Точных сведений о знаменитых представительницах фамилии в открытых источниках нет — это рядовая, но выразительная фамилия, чётко указывающая на свои западнорусские или польские корни.