Фамилия Паволоцкий — классический пример фамилии, образованной от географического названия по модели «-ский». В русской ономастике суффикс «-ский» указывал на дворянское или шляхетское происхождение, но в реальности его носили и выходцы из духовенства, и мещане, и даже крестьяне, получившие фамилию при переписи по месту жительства. Корень здесь — «Паволоц-», что отсылает к топониму.

Наиболее вероятная основа — город Паволочь (Паволоцк) в Житомирской области Украины (историческая Киевщина). Впервые Паволочь упоминается в летописях под XII веком. Название города, скорее всего, связано с древнерусским словом «паволока» — дорогая привозная ткань, шелк или бархат. Город стоял на торговом пути, и его имя могло закрепиться за купцами или ремесленниками, имевшими дело с тканями. Таким образом, Паволоцкий — это «тот, кто родом из Паволочи».

Менее распространенная, но допустимая версия — прозвищная. В некоторых говорах «паволока» означала «покрывало» или «накидку», а «паволочить» — «волочить, тащить». Прозвище Паволока могли дать человеку за медлительность или за привычку носить длинную, волочащуюся одежду. Но в случае с фамилией на «-ский» топонимическая версия значительно весомее: такие фамилии почти всегда «выезжие», указывающие на родину предка.

Социальный состав носителей фамилии был пестрым. В Речи Посполитой Паволоцкие часто принадлежали к мелкой шляхте, владевшей землями под Паволочью. В Российской империи после разделов Польши фамилия встречалась среди мещан и духовенства. Географически фамилия тяготеет к западу: чаще всего ее можно встретить на Украине, в Беларуси и в западных областях России, а также среди потомков эмигрантов первой волны.

Словообразовательно фамилия прозрачна: основа «Паволоцк» (утратила конечное «к» при присоединении суффикса) плюс суффикс принадлежности «-ий». Ударение в фамилии обычно падает на второй слог: Пав`олоцкий, что соответствует ударению в названии города.