Фамилия Штерновский — одна из тех, чей корень почти наверняка ведет не в славянскую, а в немецкую языковую среду. Основа «штерн» (нем. Stern) означает «звезда». В русском языке это слово могло закрепиться в прозвище Штерн — так могли назвать человека, чем-то напоминавшего звезду: либо яркого, заметного, либо, что вероятнее в бытовой среде, носившего характерную «звездчатую» отметину на лице или одежде, либо работавшего с небесными светилами (в астрологии или навигации). Суффикс -овский типичен для фамилий, образованных от фамилий или прозвищ с конечным -ов, -ев: Штернов → Штерновский. Это указывает на то, что родоначальник, скорее всего, был не первым носителем прозвища, а его потомком или выходцем из семьи Штерновых.

В Российской империи фамилии на -ский долгое время оставались привилегией дворянства и духовенства, но к XIX веку их активно перенимали и другие сословия, особенно в западных губерниях. Штерновский — фамилия, географически тяготеющая к западным и юго-западным регионам: современные Украина, Беларусь, а также бывшие польские земли. Немецкие корни могли появиться через переселенцев-колонистов, которых приглашали в Россию при Екатерине II, или через обрусевших выходцев из Речи Посполитой, где немецкое население было многочисленным.

Встречаются и другие, менее вероятные версии. Например, связь с польским словом «sztern» (диалектное «звезда») или с идишским «שטערן» (штерн — звезда) — тогда фамилия могла принадлежать еврейскому роду, адаптировавшему окончание под местную славянскую традицию. Однако форма Штерновский с суффиксом -овский чаще встречается в православной и католической среде, чем в еврейской, где типичнее были бы Штерн или Штернберг.

По сути, Штерновский — это «звёздный» в переносном смысле: фамилия, которая могла обозначать как реальную профессию (астроном, штурман), так и прозвище по внешности или характеру. Точных сведений о сословной принадлежности всех носителей нет, но в метрических книгах XIX века Штерновские фигурируют и среди мещан, и среди духовенства. В любом случае, корень один — «штерн», и он сразу выделяет эту фамилию среди типичных русских, давая понять, что её история тесно связана с немецким влиянием на восточноевропейские земли.