Фамилия Шпитальный — одна из тех, что указывает на ремесло или место, но с неочевидным на первый взгляд корнем. В основе лежит не немецкое «шпиталь» (госпиталь), а украинское или южнорусское диалектное слово «шпиталь» — так называли богадельню, приют для больных и старых, а иногда и просто больницу. В южных и западных губерниях Российской империи, где сильно влияние польского и украинского языков, это слово было в ходу. Человек, который работал в таком заведении — смотритель, служитель или лекарь — получал прозвище Шпиталь. Форма на -ный характерна для украинской и польской традиции образования фамилий от названий учреждений: ср. Шпитальный, Больничный, Госпитальный.

Суффикс -ный здесь не столько притяжательный (чей?), сколько определительный (какой? относящийся к чему?). Это отличает фамилию от более распространённых Шпиталев или Шпиталенко, где суффикс -ев/-ов указывает на принадлежность отцу. Шпитальный сразу закреплял прозвище за человеком как за должностным лицом — «тот, кто при шпитале». Такая модель встречается реже, поэтому фамилия заметно выделяется на фоне однокоренных.

Географически фамилия тяготеет к Украине и югу России (Харьковская, Полтавская, Екатеринославская губернии), а также к регионам, где были еврейские местечки (черта оседлости). В еврейской среде слово «шпиталь» тоже бытовало, и фамилия могла возникнуть независимо — как обозначение человека, связанного с больницей или благотворительным учреждением. Различить славянские и еврейские корни по одной только фамилии невозможно без генеалогического исследования, но в обоих случаях смысл один и тот же: предок имел отношение к приюту или лечебнице.

Словообразовательный разбор прост: корень шпиталь- (заимствование через польск. szpital из лат. hospitale) плюс суффикс -н- и окончание -ый. Ударение, скорее всего, на втором слоге: Шпита́льный, хотя в разговорной речи встречается и вариант с ударением на первый слог. В дореволюционных документах фамилию могли записать через «е» — Шпитальный или Шпитальний, что отражает местное произношение.

Сословная принадлежность у Шпитальных чаще всего мещанская или крестьянская, реже — духовного звания (дьячки или пономари при больничных церквях). Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано. Если искать аналоги, то ближайшие по смыслу — Больничный, Лазаретный, Госпиталев. Но Шпитальный звучит архаичнее и несёт отпечаток той эпохи, когда богадельни были не столько медицинскими, сколько социальными учреждениями.