Фамилия Сорочынский — редкий пример, где написание расходится с ожидаемым. На слух она почти неотличима от более распространённой фамилии Сорочинский, но буква «ы» в корне указывает на иную, более узкую географическую или диалектную привязку.

В основе фамилии лежит топоним — название населённого пункта. Суффикс «-ский» в русских, украинских и польских фамилиях традиционно указывает на происхождение из определённого места: владелец такой фамилии или его предок был оттуда родом или владел землёй. В случае Сорочынского исходным названием могло быть поселение Сорочын (или Сорочынь) — вариант, зафиксированный в исторических документах на территории бывшей Речи Посполитой, особенно в современной Беларуси и на западе Украины. Форма с «ы» вместо «и» — характерная черта западнорусских говоров и белорусского языка, где «ы» после «ч» произносится твёрдо.

Само название Сорочын, скорее всего, происходит от прозвища или нецерковного имени Сорока. В славянской традиции сорока — птица крикливая, пёстрая, вороватая. Такое прозвище могли дать человеку болтливому, суетливому или любящему блестящие вещи. Однако не исключён и чисто топонимический путь: речка или урочище Сорочын (от «сорочить» — делать пёстрым, или от балтского корня со значением «течение»). В отличие от фамилии Сорочинский, которая может отсылать к городу Сорочинск (Оренбургская область) или к знаменитой Сорочинской ярмарке (Полтавщина), вариант с «ы» прочно связан с западными землями.

Сословной принадлежности у фамилии не было: её могли носить как крестьяне, переехавшие из деревни Сорочын, так и мелкопоместная шляхта, писавшаяся «Сорочынский» по своему имению. В современных базах данных фамилия встречается в единичных случаях, преимущественно в Беларуси и среди потомков эмигрантов из северо-западных губерний Российской империи. Из-за редкости и близости к более ходовому варианту «Сорочинский» фамилия часто искажалась при переписях и в документах: человека могли записать через «и», а он сам или его потомки позже восстановили исходное «ы».