Фамилия Провильский — редкая и, скорее всего, искусственная по происхождению. Её основа не связана с русским или украинским народным прозвищем, а указывает на книжное, семинарское или польское влияние.

Словообразовательная модель с суффиксом -ский типична для фамилий шляхетского и духовного сословий. Такие фамилии часто давали в духовных семинариях, заменяя «простонародные» прозвища на более благозвучные, латинские или греческие по корню. В основе Провильского лежит, вероятнее всего, латинское слово probus — «честный, добрый, порядочный». От него образовано имя Проб (Probus) — римское когномен, означавшее «честный человек». В семинарской среде это имя легко трансформировалось в фамилию Пробский, Пробов, а затем, под влиянием польского или западнорусского произношения, — в Провильский (с переходом б > в и добавлением суффикса -ильск-).

Возможна и более прямая связь с польским словом próba («проба, испытание») или prów («прут, жезл»), но это менее вероятно: фамилии на -ильский обычно образуются от имён или отвлечённых понятий, а не от бытовых предметов. Встречается также версия, что Провильский — вариант фамилии Правдивский (от «правдивый»), искажённый в документах из-за путаницы букв «в» и «п» в старой скорописи.

Географически фамилия тяготеет к западу России и бывшим польским губерниям (Витебская, Могилёвская, Гродненская). Носители Провильского — скорее всего, потомки мелкой шляхты или духовенства, получившие фамилию при поступлении в семинарию как знак «честного» происхождения или добродетели. Встретить её можно и среди польских эмигрантов, где она могла возникнуть от названия местности (например, Провиль — несуществующее ныне село). Точных данных о массовом распространении нет — фамилия остаётся штучной, почти кабинетной.