Фамилия Коцюбальские — характерный пример украинской модели фамилий на -ский, которые в прошлом часто указывали на принадлежность к определённой местности или роду. Основа здесь — прозвище Коцюба, а суффикс -альск- (сравните: Коваль → Ковальский, Швець → Швецький) подчёркивает, что носитель фамилии — потомок или выходец из семьи Коцюбы.

Прозвище Коцюба восходит к украинскому слову «коцюба» — кочерга, железный прут с загнутым концом для перемешивания углей в печи. Такое прозвище могли дать истопнику или кузнецу. В металлургическом деле коцюбой называли длинный прут с ложкообразным концом для размешивания расплавленной стали или чугуна, поэтому не исключено, что прозвище носил сталевар. Есть и вторая, менее вероятная версия: от глагола «коцюбнути» — коченеть, колеть. В этом случае Коцюбой могли прозвать человека, который часто мёрз или перенёс обморожение.

Фамилия Коцюбальские закрепилась в западных и центральных регионах Украины, где были распространены печное отопление и кустарная металлообработка. Точное время её возникновения установить сложно: процесс перехода прозвища в наследственную фамилию растянулся на несколько столетий. Однако словообразовательная модель с суффиксом -альский встречается реже, чем простые -ский или -енко, что делает фамилию заметным памятником украинской антропонимии.