Фамилия Пустовских напрямую отвечает на старый русский вопрос «Вы чьих будете?». Суффикс -их в ней указывает на принадлежность к роду или семье, то есть дословно это «из семьи Пустовских». Такой тип фамилий характерен для северных и сибирских говоров, где он был распространен гораздо шире, чем в центральной России.

Корень фамилии, скорее всего, связан с названием населенного пункта. В Калужской области существует деревня Пустая, стоящая на болоте Пустовский мох. Логично предположить, что родоначальник фамилии родился или жил в этих местах, а его прозвище Пустовской закрепилось за ним по месту происхождения.

Само название деревни восходит к слову «пустой». В данном случае это не обязательно означает «безлюдный» или «ничейный». Часто так называли земли, которые приходилось расчищать под пашню, выкорчевывая лес, или участки, которые использовались непостоянно, «пустовали» в севообороте. Возможно также, что это была территория, где после вырубки или пожара долго ничего не росло.

Таким образом, цепочка образования фамилии выглядит так: географическое название Пустая (или Пустовский мох) дало прозвище первопоселенцу Пустовской, а уже его потомки, отвечая на вопрос «чьи вы будете?», стали именоваться Пустовских. Фамилия закрепилась в форме родительного падежа множественного числа, что типично для семейных прозваний.