Фамилия Касымовская образована по модели, характерной для польской, украинской и белорусской шляхты, — с суффиксом -ск-/-цк- и окончанием -ая. Такие фамилии обычно указывали на владение землёй или происхождение из конкретного места: Касымов, Касымово или Касымовка. В основе лежит тюркское имя Касым (араб. «распределяющий», «разделяющий»), которое было широко распространено у татар, башкир и других народов Поволжья. Носитель фамилии Касымовская — скорее всего, потомок человека, который либо жил в населённом пункте с таким названием, либо получил фамилию от отца или деда по имени Касым, но уже в варианте, адаптированном для женского рода.

Интересная деталь: форма на -ская, а не на -ов, характерна для дворянских родов Речи Посполитой. Если предки Касымовских были православными, фамилия могла закрепиться через церковные записи — священники часто русифицировали польские окончания. Встречается она и у потомков татарской знати, которые после присоединения Казанского ханства переходили на русскую службу и получали поместья, а вместе с ними — фамилии по названию вотчин.

Географически фамилия тяготеет к западным регионам бывшей Российской империи: современные Беларусь, Украина, а также южные области России. Встречаются варианты написания с одной «с» — Касымовская, и с двумя — Касымовская, но последнее — результат канцелярской ошибки или поздней унификации. О сословной принадлежности предков сказать сложно: фамилия могла принадлежать и мелкопоместной шляхте, и крестьянам, получившим её от помещика, и духовенству. В любом случае, корень «Касым» указывает на восточное влияние в родословной — либо через татарские корни, либо через торговые и культурные контакты.