Фамилия Старадомская — редкий пример, где суффикс -ск- присоединён не к географическому названию, а к прозвищному сочетанию. В основе лежит не топоним (хотя он мог появиться позже), а характеристика человека: «старый дом». Так могли прозвать человека, который жил в старом, родовом доме, либо того, кто не любил перемен и держался за отчий кров. В говорах «стародом» иногда означало и «домосед», «хозяин, не выходящий из хозяйства».

Фамилия образована по модели, типичной для польской и западнорусской шляхты: сначала появилось прозвище Старый Дом, затем — прилагательное Стародомский (чей? — Стародомского), и уже от него — фамилия Старадомская. Окончание -ая указывает на женскую форму, но в русской традиции такие фамилии склоняются и для мужчин, и для женщин, хотя изначально «Старадомская» — это «жена Старадомского». Мужской вариант — Старадомский.

Географически фамилия тяготеет к западным регионам бывшей Речи Посполитой: Беларусь, Украина, восточная Польша. Встречается в Витебской и Минской губерниях, а также в Смоленской области — там, где оседала мелкая шляхта и однодворцы. В переписях XIX века носители фамилии числились в основном крестьянами и мещанами, что говорит о постепенном «опрощении» шляхетского корня.

Словообразовательная модель необычна: обычно суффикс -ск- присоединяют к названиям мест (село Старая Дома — отсюда Стародомский), но здесь основа — бытовое прозвище, а не топоним. В ономастике такие фамилии называют «прозвищно-посессивными»: они указывают на принадлежность к конкретному человеку, а не к месту. Сравните с фамилиями Стародубов, Старосельцев — там основа другая.

Встречается вариант написания «Старадомская» через одну «а» в середине, но исторически правильнее писать «Старадомская»: первая часть — «стара» (старая), вторая — «дом». Ударение чаще падает на второй слог: Стара-до́мская. В редких случаях — на третий: Старадом-ска́я, но это локальное произношение.