Фамилия Пухловский в своей основе имеет прозвище или нецерковное имя Пухло. В русских говорах слово «пухлый» означало не только «полный, тучный», но и «мягкий, рыхлый», а также могло относиться к человеку медлительному или изнеженному. Однако есть и другая версия: в некоторых диалектах «пухло» называли нарыв, опухоль, и прозвище могли дать человеку с бросающейся в глаза особенностью внешности — например, с припухлостью на лице.

Суффикс -ский указывает на то, что фамилия сформировалась в среде польской или западнорусской шляхты, а позднее — в среде православного духовенства. В XVII–XVIII веках фамилии на -ский часто получали выходцы из мелкопоместного дворянства и священники, бравшие себе фамилии по названию имения или прихода. Пухловский мог образоваться от топонима Пухлово или Пухлы — такие названия деревень встречаются в Беларуси и на Смоленщине. Например, в исторических документах упоминается село Пухлы в Минской губернии.

Менее вероятно, но не исключено, что основа «пухл-» связана с польским słowo puchło — «надутый, раздутый». В таком случае фамилия могла быть насмешливым прозвищем для хвастуна или человека с претензией.

В отличие от распространённых фамилий на -ов/-ин, Пухловский сохраняет более аристократичное звучание, хотя на деле её носителями чаще были сельские священники и мещане западных губерний Российской империи. Встречаемость фамилии в современных русских регионах невысока — основные кластеры фиксируются в Брянской и Смоленской областях, а также в Беларуси.