Фамилия Любомская — женская форма фамилии Любомский, и её происхождение связано не с личным именем или прозвищем, а с географическим названием. В этом её отличие от большинства русских фамилий на -ов и -ин.

Основа — топоним Любомск или Любомль. Наиболее вероятный кандидат — город Любомль на Волыни (ныне Волынская область Украины). Этот город известен с XIII века, а его название, скорее всего, происходит от древнерусского «любый» (милый, дорогой) или от имени Любом (сокращённая форма от Любомир). Формант -ск- в фамилии указывает на принадлежность к местности: Любомский — тот, кто родом из Любомля или владел землями в его окрестностях.

Модель образования (основа + -ский) характерна для польской и западнорусской шляхты. В Речи Посполитой такие фамилии часто получали дворяне по названию своего поместья. Поэтому предки Любомских могли быть мелкими землевладельцами или служилыми людьми, чья фамилия закрепилась после раздела Польши и вхождения Волыни в состав Российской империи. Встречается фамилия и у православного, и у католического населения.

Менее вероятная, но возможная версия — происхождение от деревни Любомск в других регионах (например, в Беларуси или Польше), но именно волынский Любомль — самый крупный и исторически значимый объект. Спорных версий здесь немного: корень прозрачный, а суффикс -ский однозначно указывает на «географическое» прошлое фамилии.