Фамилия Стамбовский в основе своей имеет географическое прозвище. Её образовали с помощью суффикса -ск-, который в русской ономастике чаще всего указывает на связь с местностью или владением. Прозвище Стамбовский могли дать человеку, который приехал из Стамбула или долго там жил, либо чья семья была оттуда родом. В XVI–XVII веках выходцев из Османской империи, особенно греков, армян и южных славян, на Руси нередко называли по городу происхождения.

Однако есть и другая версия, не менее правдоподобная. Фамилия могла возникнуть не через реальный топоним, а через прозвище по роду занятий. В южнорусских и украинских говорах словом «стамбовка» называли особый вид сукна или ткани, а «стамбовец» — торговца или мастера, работавшего с этим материалом. Если предок торговал привозным стамбульским товаром (тканями, коврами, пряностями), его могли прозвать Стамбовским. В таком случае фамилия — не столько указание на родину, сколько на профессию и связи с восточными рынками.

Словообразовательная модель типична для польской и западнорусской традиции: суффикс -овск-/-евск- характерен для шляхетских и мещанских фамилий. В Речи Посполитой фамилии на -ский часто закреплялись за теми, кто владел землёй или имел отношение к конкретному месту. Поэтому Стамбовские могли быть и обедневшими дворянами, и горожанами, получившими фамилию по месту жительства в местечке Стамбово или по прозвищу, которое потом передалось детям.

Встречается фамилия и в варианте Стамбульский, но Стамбовский — более ранняя форма, с усечением корня, что типично для народной адаптации сложных названий. Географически фамилия чаще всего фиксируется на западе современной России, в Беларуси и на Украине, что подтверждает её связь с западнорусской ономастической традицией.