Фамилия Пиотрковская — это женская форма польской фамилии Пиотрковский. Мужской вариант, Пиотрковский, указывает на происхождение предка из одного из населённых пунктов с названием Пиотркув (Пётркув). Таких мест в Польше несколько, самое известное — Пётркув-Трыбунальский (Piotrków Trybunalski) в Лодзинском воеводстве. Основа фамилии — польское имя Пётр (Piotr), а формант -овский (-owski) типичен для шляхетских и землевладельческих фамилий, указывающих на владение или связь с конкретным местом. В русском языке фамилия сохранила польскую орфографию с «ио» вместо привычного «ё» — это прямое заимствование, а не адаптация.

В польской ономастике фамилии на -owski считались привилегированными: их носили в основном дворяне (шляхта), которые брали фамилию по названию своего имения или родового гнезда. Однако к XIX веку, после разделов Речи Посполитой, такие фамилии распространились и среди крестьян и мещан, особенно после отмены крепостного права. Так что носительница фамилии Пиотрковская могла быть как потомственной дворянкой, так и происходить из семьи, чей предок получил фамилию по месту жительства или службы.

Словообразовательная модель здесь прозрачна: корень Piotrk- (от Piotr + уменьшительный суффикс -ek, то есть Пётркув — «маленький Пётр» или «местечко Петра») + суффикс -owski (принадлежность). Женский род образуется заменой окончания на -ая (в русской традиции) или -а (в польской). В русском языке фамилия склоняется как прилагательное: Пиотрковской, Пиотрковскую и т.д.

Редкость фамилии в том, что она почти не подверглась русификации. В отличие от аналогичных фамилий, которые могли превратиться в Петровские или Петрковские, вариант Пиотрковская сохранил польское произношение с ударением на втором слоге (Пио́трковская). Это говорит о том, что род, вероятно, переселился на восток (в Беларусь, Украину или Россию) уже после XVIII века, когда фамилия была зафиксирована в документах, и не менял её под влиянием местных говоров. Если искать однокоренные аналоги, то ближайшая русская параллель — Петровский, но она лишена уменьшительного компонента -ек-, который в польском языке придаёт названию местечка ласкательный оттенок.