Фамилия Хворостинский звучит нарочито по-дворянски, но её основа — самая что ни на есть простонародная. Типичный «географический» суффикс -ск- указывает на происхождение от названия места, а корень выдаёт прозвище или природный объект. Скорее всего, предок носителя этой фамилии был либо владельцем, либо жителем села или усадьбы с названием Хворостино, Хворостинка или Хворостина. Такие топонимы не редкость в средней полосе России и на Украине: «хворост» — это сухие ветки, валежник, а «хворостина» — длинный прут, которым, кстати, могли подгонять скотину или наказывать нерадивых. Место, названное Хворостинкой, могло быть заросшим кустарником оврагом или участком, где заготавливали хворост для печей.

Вторая версия, менее вероятная, но имеющая право на существование, — прозвищное происхождение. В русских говорах «хворостиной» называли не только прут, но и долговязого, худого человека. Если фамилия образовалась напрямую от прозвища, то модель была бы скорее Хворостинин (суффикс принадлежности -ин). Форма на -ский же выдаёт либо шляхетское влияние (в Речи Посполитой такие фамилии давались по имению), либо искусственное происхождение — например, в духовных семинариях, где будущим священникам нередко давали «красивые» фамилии по названиям мест или растений. Хворостинский мог появиться и как «кабинетная» фамилия, образованная от слова «хворост» по аналогии с Лозинским или Терновским.

В истории русской аристократии известен княжеский род Хворостининых (потомки Рюриковичей, угасший в XVII веке). Однако князья Хворостинины носили фамилию именно с суффиксом -ин, а не -ский. Хворостинский — это, скорее всего, более поздняя и демократичная ветвь: однодворцы, мелкопоместные дворяне или выходцы из духовенства. Встречается она преимущественно в южнорусских и украинских областях — в Курской, Воронежской, Харьковской губерниях, где топонимы на -ское/-ский были особенно распространены среди служилых людей «по прибору».

С точки зрения словообразования фамилия прозрачна: корень хворост- (древнерусское «хворостъ» — сушняк, кустарник), суффикс -ин- (притяжательный, указывающий на принадлежность к месту), и родовой суффикс -ск- с окончанием -ий. Ударение в современном произношении часто падает на второй слог: Хворости́нский, хотя в старых документах можно встретить и вариант Хворо́стинский — с ударением на «о», что ближе к исходному слову «хворост».