Фамилия Листвинский образована от топонима — названия населённого пункта вроде Листвин, Листвино или Листвинка. Такие названия в России и на Украине не редкость: их давали селениям, стоявшим среди лиственного леса или у реки с густыми зарослями листвы. Суффикс -ский в конце фамилии указывает на дворянский или польско-шляхетский способ словообразования: в XVII–XIX веках так оформляли фамилии по месту владения или рождения. Однако носителем Листвинского мог быть и выходец из духовного сословия — семинаристам часто давали фамилии по названию их родного села в форме на -ский.

Основа фамилии — «листв(а)» с суффиксом -ин-, который в топонимах указывает на принадлежность: «листвин» — то есть место, покрытое листвой, лиственный лес. В говорах слово «листвяк» означало лиственный лес, а «листвяга» — сырую, поросшую кустарником низину. Если предок не был привязан к конкретному селу, прозвище Листвинский могли дать человеку, жившему в лиственном лесу в отличие от соснового бора.

В польской ономастике фамилия Listwiński встречается с XVI века и, по словарю К. Рымута, происходит от названия местности Listwin. В украинских землях фамилия Листвинський фиксируется в Житомирской и Хмельницкой областях — там есть сёла Листвин. В Российской империи носители фамилии встречались среди мещан и крестьян западных губерний, а также в среде православного духовенства.

Редкий вариант написания — Листвинской — встречается в старых метрических книгах и свидетельствует о неустоявшемся окончании в XIX веке. Фамилия не относится к массовым, но её прозрачная этимология и связь с ландшафтом делают историю происхождения более ясной, чем у многих фамилий с тёмным корнем.