Фамилия Пирозерская звучит так, будто за ней прячется географическое название, и это первая и самая надёжная версия. Скорее всего, её основа — топоним Пирозеро: озеро или селение с таким именем. Суффикс -ск- указывает на типичную модель образования фамилий у дворянства и духовенства в XVII–XIX веках: по названию места, которым владел или откуда был родом человек. Форма Пирозерская — женская; мужской вариант, соответственно, Пирозерский.

Корень «Пир-» в названии озера не имеет отношения к застолью. В русской топонимике это, вероятно, искажённое прибалтийско-финское слово, например, «пирта» (изба) или «пиери» (верхний, дальний). Озеро могли назвать «Дальним» или «Избяным», а пришедшие на эти земли русские переосмыслили название на свой лад, превратив его в «Пир-». Вторая часть — «-озеро» — прозрачна и указывает на водоём.

Если фамилия не дворянская, а происходит от прозвища, то возможен и другой поворот. В северных говорах «пир» иногда означало «шум, гам, суета». Тогда Пирозерским могли прозвать человека, жившего у озера, где постоянно было людно и шумно — например, у торга или перевоза. Но это менее вероятно: прозвища с двухкорневой основой и суффиксом -ск- в крестьянской среде встречаются редко, обычно их давали по месту жительства, а не по характеру.

География фамилии узкая. Пирозерские встречаются в основном на Русском Севере — в Архангельской, Вологодской областях и Карелии. Там же находятся и реальные озёра с похожими названиями (Пирозеро, Пир-озеро). Носители фамилии могли быть либо мелкими помещиками, получившими землю по указу, либо, что чаще, священниками, которым давали «географическую» фамилию при поступлении в семинарию — по месту рождения или службы.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Пирогов, Пиров) показывает разницу: Пирогов — от прозвища Пирог, а Пирозерский — всегда привязан к конкретному месту. Фамилия редкая, нечастотная, что подтверждает её локальное происхождение: скорее всего, все Пирозерские — выходцы из одного небольшого региона, а не из разных концов страны.