Фамилия Пустовецкая — женская форма фамилии Пустовецкий, и её разговорный вариант Пустовецкой встречается реже. В основе лежит прозвище или топоним, что типично для фамилий на -ский/-цкий, которые в старину часто давались по названию местности, откуда человек был родом.

Корень «пуст-» здесь не обязательно указывает на пустоту в прямом смысле. В славянской ономастике «Пустовец» — это либо житель места под названием Пустово или Пустовцы (такие деревни есть в Беларуси, на Украине и в западных областях России), либо прозвище человека, живущего на пустоши — на незаселённом, расчищенном под пашню участке земли. В XVI–XVII веках пустошами называли земли, которые временно не обрабатывались, и их обитатели получали прозвище Пустовец. Фамилия Пустовецкий/Пустовецкая как раз и означала «выходец из Пустовцев» или «принадлежащий к роду Пустовцевых».

Суффикс -цк- в этой фамилии указывает на шляхетское или, по крайней мере, землевладельческое происхождение носителей. В Речи Посполитой фамилии на -ский/-цкий были распространены среди дворянства, но на восточнославянских землях их позже носили и крестьяне, и мещане, если их предки переселились из деревни с соответствующим названием. Интересно, что форма Пустовецкая не так распространена, как Пустовойтова или Пустовая, что говорит о её локальном бытовании — скорее всего, в юго-западных регионах бывшей Российской империи.

Однокоренные фамилии — Пустовойт, Пустовалов, Пустозёров — имеют разные механизмы образования. Пустовецкая же стоит особняком: это «географическая» фамилия, а не описательная. Если предки носили её, они, скорее всего, происходили из конкретного хутора или села с корнем «пуст» в названии, а не просто были бедняками или ленивцами, как может показаться на первый взгляд.