Фамилия Провильская по своему окончанию принадлежит к группе фамилий, образованных от географических названий с помощью суффикса -ск-. Такие фамилии в основном носили дворяне, духовенство или выходцы из Польши и Беларуси, где топонимические фамилии были особенно распространены. В основе, скорее всего, лежит название населенного пункта вроде Провиль, Провилье или Провильск. Подобные топонимы могли возникнуть от слова «провил» — в некоторых говорах так называли извилину, излучину реки или кривую дорогу, то есть место, где что-то «вьется» или «провиливается».

Менее вероятно, но возможно, что корень восходит к латинскому «provisio» (провизия, запас), но для фамилии это маловероятно — скорее, это народная этимология. Интересно, что фамилия Провильская встречается в основном на западе бывшей Российской империи, особенно в Волынской и Гродненской губерниях, что подтверждает польско-белорусские корни. Носитель такой фамилии мог быть шляхтичем, владевшим имением Провиль, или священником, получившим фамилию по месту служения.

С точки зрения словообразования, фамилия женского рода. Мужской вариант — Провильский. Встречаются также варианты написания через «ы» — Провыльская, что может указывать на местное произношение. В отличие от фамилий на -ов/-ин, которые чаще давали по отцу или ремеслу, Провильская почти наверняка привязана к конкретному месту, и восстановить точную географию можно только через метрические книги конкретного уезда.