Фамилия Штембульский — редкая и неочевидная для носителя русского языка. Корень здесь не славянский, а скорее всего западнославянский или балтийский, что сразу указывает на географическую привязку предков. Строить догадки о значении по созвучию с русскими словами бесполезно: «штембуль» ничего не говорит современному уху, но в польском и украинском контексте проясняется.

Самый вероятный источник — польское или украинское слово «sztymbel» (штимпель, печать, клеймо) или его диалектные варианты. В польских говорах «sztymbel» могло означать не только печать, но и нечто грубое, тяжеловесное, а также прозвище медлительного или упрямого человека. Соответственно, Штембульский — это либо «тот, кто ставит клеймо» (ремесленник, мастер печатей, цеховой клеймовщик), либо человек, получивший прозвище Штембуль за характер или внешность.

Суффикс «-ский» указывает на шляхетское или, как минимум, землевладельческое происхождение. В Речи Посполитой фамилии на «-ский» чаще всего давались по названию поместья или местечка. Если исходить из топонимической версии, могло существовать селение Штембуль (или Штембуле) на территории современной Польши, Беларуси или Западной Украины. Однако в доступных географических справочниках такой топоним не фиксируется, что делает версию с прозвищем и профессией более правдоподобной.

Фамилия явно не массовая. Встречается она в основном на западе Украины (Волынь, Подолье) и среди потомков переселенцев в центральной России, но крайне редко. По сословной принадлежности предки Штембульских, скорее всего, были мещанами или мелкой шляхтой, занимавшейся ремёслами, а не земледелием. Редкость фамилии объясняется тем, что она образована от диалектного, почти исчезнувшего слова и не попала в общерусскую ономастическую волну XIX века.