Фамилия Пустовий — редкий случай, когда прозвище, закрепившееся в роду, почти не изменилось с XVI–XVII веков. В ней нет ни патронимического суффикса -ов/-ев, ни -ин, которые «причесали» бы основу под стандартную русскую модель. Перед нами застывшее прилагательное в форме именительного падежа — «пустовий», то есть «пустой». Такие фамилии чаще встречаются на западе и юге России, а также на Украине, где адъективная модель (без суффикса) вообще более распространена.

Основа «пуст-» прозрачна, но значение прозвища неоднозначно. В славянской антропонимии «Пустым» или «Пустовым» могли назвать человека с разными чертами: бедняка, у которого «пусто в кармане»; ленивого или бестолкового хозяина, у которого «пусто в доме» или на поле; а также насмешника или болтуна, говорящего «пустое». В говорах слово «пустовий» могло относиться к земле — неурожайной, пустующей, и тогда прозвище давали крестьянину, обрабатывавшему такой надел, или же человеку, жившему на пустоши.

Интересна параллель с фамилией Пустовойтов, где основа «пустовойт» сложная: «пустой» + «войт» (сельский староста). В случае Пустовий второй части нет, но возможно, что это усечённый вариант от более длинного прозвища, которое со временем сократилось в бытовой речи. В писцовых книгах и ревизских сказках XVII–XVIII веков подобные формы фиксировались редко, но именно в южнорусских и малороссийских землях — в Черниговской, Полтавской, Харьковской губерниях — фамилия Пустовий встречается до сих пор.

Сам по себе суффикс -ий в позиции окончания указывает на то, что фамилия образована от прилагательного, отвечающего на вопрос «какой?». Это сближает её с фамилиями вроде Толстой, Босой, Кривой. Однако в отличие от них, Пустовий — не просто характеристика внешности, а скорее социальная или бытовая оценка, что делает её особенно ценной для историков: она прямо говорит о том, как в крестьянской среде метко и безжалостно закрепляли прозвища за целыми родами.

В современной России и Украине фамилия остаётся малочисленной, но не исчезла. Носители Пустовий чаще всего сосредоточены в Белгородской, Воронежской областях и на востоке Украины — там, где проходили границы Слобожанщины. Это не дворянская, не купеческая фамилия, а типичное крестьянское прозвание, которое сохранило свою первоначальную форму без изменений — что само по себе редкость для русской ономастики.