Фамилия Кагарлицкая — женская форма фамилии Кагарлицкий, и её происхождение напрямую связано с географическим названием. В основе лежит топоним Кагарлык — город в Киевской области Украины. Такая модель образования (от названия населённого пункта с помощью суффикса -ск-) типична для фамилий польской, украинской и русской шляхты, а также для духовенства, которое часто получало фамилии по месту служения или рождения.

Сам топоним Кагарлык имеет тюркские корни. Слово «кагарлык» восходит к тюркскому «кагар» — «чёрный», «тёмный». В тюркских языках суффикс -лык/-лик образует прилагательные со значением «обладающий качеством». Таким образом, Кагарлык можно перевести как «чернота», «чернолесье» или «тёмное место». Вероятно, так называли урочище, густой лес или болотистую низменность, которые казались тёмными и мрачными.

Фамилия Кагарлицкий, а значит и Кагарлицкая, закрепилась за теми, кто происходил из города Кагарлык или владел землями в его окрестностях. В Российской империи такие фамилии на -ский/-цкий часто носили дворяне (шляхта) или священнослужители. Если предки были священниками, фамилию могли дать при поступлении в семинарию по названию родного села. Если же речь о дворянском роде — фамилия свидетельствует о владении поместьем.

Стоит отметить, что фамилия Кагарлицкая не слишком распространена. Она сосредоточена в основном на территории Украины и в южных регионах России. Встречаются и варианты написания — Кагарлицкая, Кагарлицкий, но форма с буквой «а» в корне является этимологически верной, так как восходит к названию города через украинское произношение. Другие версии, связывающие фамилию с прозвищем от слова «кагара» (журавль) или с каким-либо ремеслом, маловероятны и не подкреплены ономастическими данными.