Фамилия Пантеровская — редкий случай, когда за основу взято не имя и не прозвище, а зооним, да ещё и в «книжной» форме. Притяжательное прилагательное «пантеровский» образовали от существительного «пантера» с помощью суффикса -ск-, который в русских фамилиях чаще всего указывает на географическое происхождение или принадлежность к определённому роду. Однако здесь суффикс работает иначе: он не столько топонимический, сколько характеризующий. Фамилия могла быть прозвищной — «Пантера» или «Пантеров» дали человеку за сходство с этим зверем (гибкость, хищность, красота) либо за необычную внешность, а потом, при переходе в дворянскую или духовную среду, к основе добавили -ский, чтобы фамилия звучала «благороднее».

Вторая, более вероятная версия — семинарское происхождение. В духовных училищах XVIII–XIX веков будущим священникам нередко давали «искусственные» фамилии по названиям животных, растений, библейских персонажей или античных богов. Пантера — образ не библейский, но встречающийся в средневековых бестиариях и геральдике как символ Христа (согласно легенде, пантера привлекала других зверей своим сладким дыханием). Семинарист мог получить фамилию Пантеровский от наставника за успехи в учёбе или просто как «красивую» фамилию. Окончание -ский здесь типично для фамилий духовенства, особенно в западных губерниях Российской империи — на Украине, в Белоруссии, на Смоленщине.

Географическая привязка фамилии Пантеровская почти отсутствует. В дореволюционных справочниках она не фиксируется как распространённая; в современных базах данных встречается единично, в основном в центральной России и на юге. Это подтверждает версию о позднем, искусственном происхождении: фамилия не успела разойтись по крестьянским родам и осталась в рамках одного-двух семейных кланов.

С точки зрения словообразования интересен суффикс -овск-, который встречается реже, чем просто -ск-. Он указывает на то, что основа «Пантер» уже была фамилией или прозвищем, а окончание -ский добавили позже. То есть Пантеровские — это потомки некоего Пантера или Пантерова, чью фамилию «одворянили» или «осеминарили». Сравните с однокоренными: Пантеров, Пантеровский — второй вариант явно вторичен и «статуснее».

Итог: Пантеровская — фамилия, скорее всего, книжная или семинарская, образованная от прозвища Пантера. Её носители могли быть выходцами из духовного сословия или из мелкопоместных дворян, получивших фамилию по прозвищу предка. Малая распространённость говорит о том, что род не был многочисленным, а сама фамилия осталась локальной.