Фамилия Мармазинские — редкий пример украинской фамилии, образованной не от имени или профессии, а от названия головного убора. В основе лежит прозвище Мармазинка, которое в старину обозначало шапку из синего или красного сукна с загнутой опушкой. Такие шапки носили запорожские казаки и зажиточные крестьяне, поэтому прозвище мог получить либо мастер-шапочник, либо человек, который постоянно щеголял в этом заметном головном уборе.

Фамилия оформлена суффиксом -ский, типичным для украинской шляхты и духовенства. В украинской ономастике суффикс -ский указывал на принадлежность к месту или сословию. В случае с Мармазинскими возможны два пути: либо прозвище Мармазинка напрямую превратили в фамилию по модели «прозвище + -ский» (как, например, Шаповальский от шаповала), либо фамилия действительно связана с топонимом Мармазівка — селом в Черниговской области. Переселенец оттуда получал прозвище Мармазинский, которое со временем закрепилось как фамилия. Замена гласного «ы» на «и» в русском написании — результат адаптации украинского произношения к литературной норме.

Версия с головным убором выглядит правдоподобнее топонимической: слишком много фамилий на -ский образовано от названий одежды и ремесел, а село Мармазівка — единственный известный топоним, и он не дал массовых фамилий. Кроме того, прозвище Мармазинка встречается в исторических документах Гетманщины XVII–XVIII веков, тогда как фамилия Мармазинские фиксируется в основном на Левобережной Украине.

Фамилия не получила широкого распространения и осталась локальной — в основном в Черниговской и Полтавской областях. В современной России она встречается единично, чаще в варианте Мармазинский. Социально носители фамилии могли относиться к казацкой старшине или мещанству, но точных данных о сословной принадлежности нет.