Фамилия Новобрецкая образована по модели, характерной для польско-белорусского и украинского пограничья. Суффикс -цк-/-ск- указывает на дворянское или шляхетское происхождение, но не обязательно — такую форму нередко принимали фамилии крестьян и мещан западных губерний Российской империи после разделов Речи Посполитой. Основа фамилии — «Новобрец» — это, скорее всего, прозвище или название человека из населённого пункта Новобржег (или Новобжег). В польском языке «brzeg» означает «берег», «край»; «nowy brzeg» — «новый берег». Соответственно, Новобрецкий (женская форма — Новобрецкая) — это «тот, кто с Нового Берега», то есть выходец из села или хутора, стоявшего на новом, недавно освоенном берегу реки.

Менее вероятна, но возможна версия, связывающая фамилию с чешским или словацким корнем «břeh» (берег) — в таком случае фамилия могла попасть на восток через переселенцев или военных. Однако для русской ономастики типичнее польское посредничество: фамилии на -цкий активно входили в обиход восточных славян именно через шляхту и католическое духовенство.

В документах фамилия могла писаться как Новобжецкая или Новобржецкая — в зависимости от того, как переписчик передавал польское «rz» (звук, похожий на твёрдое «ж»). Современное написание «Новобрецкая» — это упрощённая, русифицированная форма, где исчезла рефлексия польского произношения. Географически фамилия тяготеет к западным регионам современной Беларуси, а также к бывшим гродненским и минским губерниям, где топонимы с корнем «бжег» встречаются до сих пор.

Сословная принадлежность носителей фамилии могла быть разной: от мелкой шляхты, владевшей землёй на берегу, до крестьян, получивших фамилию по месту жительства после отмены крепостного права. Однозначно утверждать, что предки были дворянами, нельзя — суффикс -ский часто присваивали и просто для отличия от односельчан, особенно в XIX веке при массовом «фамилировании» населения.