Фамилия Касовская — типичный пример того, как географическое название становится родовым именем. Её основа — топоним Касово. Таких названий на территории бывшей Российской империи несколько: села Касово есть в Беларуси (Брестская область) и в России (Курская, Смоленская области), а деревня Касовка — в Житомирской области Украины. Скорее всего, предок носителя фамилии был либо выходцем из одного из этих мест, либо владел землёй в окрестностях такого села.

Суффикс -ск- указывает на принадлежность к местности. По этой же модели образованы фамилии Тамбовский, Рязанский, но в случае с Касовской речь идёт не о крупном городе, а о небольшом поселении. Это характерно для дворянских и шляхетских фамилий, которые оформлялись по названию поместья, однако в XIX веке такую же форму массово получали и крестьяне при переписях — их записывали по месту жительства.

Менее вероятная, но возможная версия — происхождение от прозвища Кас или Кос. В древнерусском языке слово «кас» могло означать «плешивый» (от тюркского «кас» — «лысый»), а «косой» — человека с дефектом зрения или кривого. Но для фамилии с суффиксом -ск- такое объяснение нетипично: прозвища обычно давали суффиксы -ов/-ев или -ин. Поэтому основная гипотеза — топонимическая.

В написании фамилии встречается вариант «Касовская» с двумя «с» — это норма, так как корень «Кас-» и суффикс «-ов-» дают одну «с», а фамилия на -ский добавляет вторую. В украинском или польском контексте могла бы писаться как «Касівська» или «Kasowska», что поддерживает версию о происхождении с земель бывшей Речи Посполитой.

Сословная принадлежность носителей фамилии неоднородна. В метрических книгах XIX века Касовские встречаются и среди мещан, и среди крестьян, и среди духовенства. Известны случаи, когда фамилию давали семинаристам по названию их родного села — такую практику в духовных училищах описывал, например, историк церкви Е. Голубинский.