Фамилия Людвинская — женская форма фамилии Людвинский. В русской традиции такие фамилии на -ский/-ская обычно указывали либо на географическое происхождение (связь с местностью), либо на принадлежность к дворянскому роду, получившему фамилию по названию поместья. В основе фамилии лежит имя или топоним Людвин, а тот восходит к немецкому имени Людвиг (Ludwig), означающему «славный боец» или «знаменитый в битвах». Это имя пришло в русскую культуру через польское и западнорусское влияние, где форма Людвик или Людвин была распространена среди католического и униатского населения.

Модель образования здесь — типичная для польской и западнорусской шляхты: суффикс -ин- (притяжательный) плюс -ский (указание на родовое гнездо). Иначе говоря, Людвинский — это «тот, кто из владений Людвина» или «потомок Людвина». Фамилия могла возникнуть на территории современной Беларуси, Украины или в западных губерниях Российской империи, где были распространены католические имена и польская ономастическая модель. Нередко такие фамилии получали выходцы из мелкой шляхты, которая брала фамилию по названию своего хутора или фольварка.

В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые в основном носили крестьяне и мещане, фамилии на -ский долгое время сохраняли социальный оттенок: они чаще встречались у людей, имевших отношение к землевладению или военной службе, хотя к XIX веку это различие стерлось. Встречаются и редкие варианты написания — Людвинская, Людвински, Людвиньская, что связано с особенностями передачи польских окончаний в русской документации. Поскольку фамилия не массовая, её носители, скорее всего, происходят из одной или нескольких родственных ветвей, рассеянных после событий XX века.