Фамилия Костраба звучит не по-русски, и это первое, что бросается в глаза. Её основа — Костраб — не встречается в древнерусских именах или прозвищах, а суффикс -а характерен для украинских, белорусских и польских фамилий, особенно тех, что образованы от прозвищ без дополнительных патронимических суффиксов (вроде -енко, -ук, -ович). В русской традиции такие формы редки и обычно указывают на западнорусское или малороссийское происхождение.

Корень костр- сразу отсылает к слову «костер» (огонь, куча дров для горения), но здесь он осложнён частью -аб-. В украинских и польских говорах есть слово «костраба» или «костраб» — так называли сухую, колючую ветку, хворостину, а в переносном смысле — нелюдимого, угрюмого или костлявого человека. В. И. Даль фиксирует близкое «костра» — «сухая ветка, хворост», а «костраба» могло быть экспрессивным вариантом с усилением. Прозвище Костраба давали либо тому, кто был худым и жилистым, как сухой прут, либо человеку с тяжёлым, «колючим» характером.

Встречается и версия о связи с диалектным «костра» (кострика) — жёсткая часть стебля конопли или льна, которая остаётся после трепания. Тогда Костраба — прозвище мастера, обрабатывающего лён, или человека, похожего на эту жёсткую, негнущуюся часть растения. Эта гипотеза менее вероятна, поскольку суффикс -аб- в русских ремёслах нехарактерен, а в украинском языке «костриба» — именно сухая ветка, а не отходы льна.

Фамилия Костраба почти не встречается за пределами западных областей Украины и юго-востока Польши. В дореволюционных переписях Российской империи она редка, что говорит о локальном бытовании среди крестьян или мещан. Сословной принадлежности угадать нельзя — такие прозвищные фамилии без дворянских суффиксов обычно носили простые люди, но точных данных нет. Склоняется фамилия по правилам украинского языка: в мужском роде — Костраба, Кострабы, Кострабе; в женском — не склоняется.