Фамилия Лукомская — это, прежде всего, женская форма фамилии Лукомский, и её происхождение напрямую связано с историей знатного рода. Основная версия — топонимическая: фамилию образовали от названия местечка Лукомль. Это древнее поселение упоминается в летописях с 1078 года и располагалось на территории современной Могилевской губернии (историческая Беларусь). Именно с этим княжеством связана самая известная ветвь носителей фамилии.

Согласно родословным преданиям, князья Лукомские ведут начало от старшего сына великого князя литовского Ольгерда — Вингольда (в крещении Андрея). Он был князем псковским и полоцким, а с 1386 года — Лукомльским. Его потомки владели уделом под названием Лукомль и стали именоваться князьями Лукомскими (встречается и двойная фамилия Ольгердович-Лукомские). Эта ветвь внесена в I и VI части родословных книг сразу нескольких губерний: Витебской, Волынской, Могилевской и Подольской.

Но на этом история не заканчивается. Существует и польский дворянский род Лукомских, пользующийся гербом Дрыя. Его родословная восходит к концу XIV века, и он был внесен в книгу дворян Царства Польского (по Калишской губернии). Таким образом, фамилия могла принадлежать как потомкам удельных князей, так и представителям польской шляхты.

Среди известных носителей — Георгий Крескентьевич Лукомский (1884–1952), русский историк искусства и художник, работавший в стиле модерн. Он был ярким представителем знаточеско-краеведческого направления в искусствознании. В конечном счёте, фамилия Лукомская закрепилась за потомками человека, которого называли Лукомским — либо по месту его происхождения из Лукомля, либо по принадлежности к знатному роду с таким названием.