Фамилия Гремячинская — редкий случай, когда географическая основа почти полностью совпадает с формой притяжательного прилагательного. Она образована от названия населённого пункта Гремячий или Гремячка — таких в России десятки, от Вологодчины до Ставрополья. Типовая модель: берётся топоним, добавляется суффикс -ск- и окончание -ая, и получается фамилия, которая в исходном виде отвечала на вопрос «откуда родом?» — из Гремячей или Гремячек. Носительница такой фамилии — потомок человека, переселившегося из одного из этих мест, или, реже, помещица, владевшая землёй с таким названием.

Корень «грем-» отсылает к глаголу «греметь». В народной географии так называли места с шумной водой: пороги на реке, водопады, ручьи, падающие с камней, или даже болота, где весной с грохотом сходил лёд. Название Гремячий ключ носит известный родник в Сергиевом Посаде, но таких источников по стране множество. Поэтому предки Гремячинских могли жить у любого шумного ручья или речного переката.

Суффикс -ск- указывает на то, что фамилия сформировалась в среде, где ценилось обозначение происхождения, а не прозвище. Чаще всего это дворянские или духовные фамилии, а также фамилии крестьян, переселившихся в другие губернии и записанных по месту выхода. В отличие от типично крестьянских фамилий на -ов/-ев, Гремячинская — более книжная, «географическая» форма, характерная для XIX века, когда массово закреплялись фамилии у бывших государственных крестьян.

В написании фамилии возможен вариант Гремячинский — для мужчин, но женская форма Гремячинская закрепилась как неизменяемая. Спорных этимологических версий здесь нет: корень прозрачен, связь с гремением воды и топонимом — прямая. Другие гипотезы (от имени Гремята или от прозвища «гремячий» в смысле «шумный человек») возможны, но маловероятны: фамилия слишком явно привязана к местности.