Фамилия Гремячевский — типичный пример славянского именования, образованного по модели «основа + суффикс -ск- + окончание -ий». Такие фамилии чаще всего указывают на географическое происхождение: их давали человеку по названию местности, откуда он был родом или где владел землёй. В основе фамилии лежит топоним Гремячево или Гремячка — такие названия нередки в России и других славянских странах. Они, в свою очередь, восходят к русскому глаголу «греметь»: Гремячим могли назвать ключ с шумной водой, ручей, овраг или даже село, стоящее на таком месте. Известно, например, Гремячево в Нижегородской области и несколько Гремячек в центральной России.

Суффикс -евск- в фамилии — вариант более распространённого -овск-, он указывает на принадлежность к конкретному поселению: Гремячевский — это «тот, кто из Гремячева». Такая модель была особенно популярна среди дворянства и духовенства в XVIII–XIX веках, когда фамилии на -ский/-цкий нередко давали выпускникам семинарий по названию их родного села или прихода. Поэтому носитель фамилии Гремячевский мог быть либо потомственным дворянином, владевшим имением в Гремячеве, либо выходцем из церковной среды, чья фамилия была искусственно образована при поступлении в училище.

В отличие от многих фамилий на -ов/-ев, которые закрепились за крестьянами и мещанами, фамилии на -ский/-цкий в массе своей принадлежали более образованным и привилегированным слоям. Впрочем, встречались и исключения: иногда так называли переселенцев, переехавших из одного села в другое, чтобы отличить их от местных жителей.

Словообразовательная модель фамилии прозрачна: корень «грем-» (от «греметь»), суффикс «-яч-» (образует прилагательные со значением «тот, который гремит»), затем топонимический суффикс «-ев-» и фамильный «-ск-». Такой разбор подтверждает, что фамилия не могла возникнуть прямо от прозвища — она вторична и обязательно привязана к конкретному месту. Если бы предка прозвали Гремячим за шумный нрав или громкий голос, фамилия скорее приняла бы форму Гремячев или Гремячкин — но не Гремячевский.

Именования, построенные по той же схеме, широко представлены в ономастике восточных, западных и южных славян. В польском языке это были бы фамилии типа Grzmiączewski, в украинском — Грим’ячівський. Но русская форма с ударением на второй слог (Гремя́чевский) закрепилась именно за потомками выходцев из одного из многочисленных Гремячевых. Сказать точно, из какого именно, без генеалогического исследования невозможно — слишком много одноимённых сёл разбросано по европейской части России.