Фамилия Остроглы — редкий случай, когда прозвище буквально «застыло» в форме прилагательного с тюркским суффиксальным элементом. Основа здесь — «остро-», указывающая на остроту, проницательность или, возможно, на острую часть предмета. Вторая часть, «-глы», — это характерный тюркский аффикс, который входит в состав многих фамилий и прозвищ. В разных тюркских языках он может означать «сын» (оглы) или, в искажённой записи, передавать звучание, близкое к «голове» (баш, бас) или «глазу» (гёз). Самая прямая и правдоподобная версия: Остроглы — это русифицированная запись тюркского прозвища «Острый глаз» (Остёр-гёз). Прозвище могли дать зоркому, внимательному человеку, охотнику или сторожу. Менее вероятно, но не исключено, что здесь «-глы» восходит к «оглы» (сын), и тогда фамилия означала бы «сын Острого», где «Острый» — личное прозвище отца.

Словообразовательная модель необычна: в русском языке фамилии на -глы почти не встречаются. Это говорит о том, что фамилия сложилась в среде, где тюркские языки были языками повседневного общения, а затем была записана русскими чиновниками или переписчиками. Географически такие фамилии чаще всего фиксируются на юге России, в казачьих областях, в Крыму, на Северном Кавказе и в Закавказье — в зоне активных русско-тюркских контактов. Носители фамилии Остроглы, скорее всего, имели предков, говоривших на одном из тюркских наречий (крымскотатарском, кумыкском, азербайджанском или ногайском), которые затем обрусели или вошли в состав казачества.

В русском контексте фамилия могла подвергнуться переосмыслению: окончание -глы стали воспринимать как часть основы, а не как суффикс. Поэтому в старых документах встречаются варианты написания — Остроглый, Остроглаз, что подтверждает народную этимологию, связывающую фамилию с острым зрением. Сословно фамилия не маркирована: она могла принадлежать как крестьянину, так и казаку или мещанину. Дворянских родов с такой фамилией в Российской империи не зафиксировано, что указывает на её простонародное, прозвищное происхождение.