Фамилия Луганский напрямую связана с названием города Луганска, который существует с конца XVIII века. Сам город получил имя по реке Лугань, а слово «Лугань» образовано от корня «луг» — «мелкотравная равнина». То есть название реки указывает на особенности местности: она протекала по пойменным лугам.

С точки зрения словообразовательной модели, фамилия Луганский — типичный пример топонимической фамилии, образованной с помощью суффикса -ск- и окончания -ий. Такая модель указывала на происхождение человека из определённого места: Луганский — «тот, кто родом из Луганска». В XIX веке так могли записать переселенца, который перебрался из Луганска в другую губернию, или солдата, приписанного к городу по месту службы.

Интересно, что фамилия Луганский могла появиться и раньше основания самого города Луганска (1795 год). В этом случае её основой могло стать не название города, а непосредственно слово «луг» или прозвище «Лугань» — так называли человека, жившего у заливного луга или владевшего покосами. В украинских и южнорусских говорах «лугань» иногда означало «луговое сено» или «луговую равнину», что тоже могло закрепиться как прозвище.

Форма на -ский традиционно относилась к дворянским или духовным фамилиям, но в случае с Луганскими это не обязательно. На юге Российской империи такую фамилию часто получали выходцы из мещан и казаков, записанные по месту жительства. В церковных метриках XIX века Луганские встречаются не только в Екатеринославской губернии (куда входил Луганск), но и в Харьковской, Воронежской и Области Войска Донского — туда фамилию приносили переселенцы с востока Украины.