Фамилия Старобыховский — одна из тех, что сразу выдают географическое происхождение. Её основа — название города Быхов, что в Могилёвской области современной Беларуси, на Днепре. Приставка старо- указывает на более древнюю часть города или на конкретное поселение Старый Быхов. В истории известно, что Быхов делился на Новый и Старый: Новый Быхов был торгово-ремесленным центром, а Старый — крепостью и административным ядром. Так что предок носителя фамилии, скорее всего, был выходцем именно из старой части города.

Модель образования типична для шляхетских и мещанских фамилий западнорусских земель: суффикс -ский (-цкий) в сочетании с топонимом. Такие фамилии в XVI–XVII веках закреплялись за теми, кто владел землёй под Быховом или просто жил там, но со временем «-ский» перестал быть признаком знатности — его носили и горожане, и крестьяне, особенно после того, как фамилии стали наследственными в Российской империи.

В написании фамилии есть одна особенность, которая часто сбивает с толку. Фамилия пишется слитно — Старобыховский, а не «Старо-Быховский». В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках встречаются оба варианта, но современная орфография закрепила слитное написание, поскольку приставка старо- срослась с корнем и воспринимается как единая часть слова.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями — Быховский, Новобыховский — то Старобыховский самая редкая. Она фиксируется в основном в Беларуси и в тех регионах России, куда в XIX — начале XX века переселялись крестьяне и мещане с Могилёвщины: в Сибири, на Дальнем Востоке, отчасти в южных губерниях. В списках дворянства эта фамилия не встречается — её носители, как правило, принадлежали к мещанскому сословию или к государственным крестьянам.

Корень бых- не имеет отношения к слову «бык» или «быть», как иногда ошибочно думают. Название города Быхов выводят из балтского или древнерусского антропонима Бых (сокращение от имени Быхвал или прозвища, связанного с характером), либо из литовского būti — «быть, обитать». Но для фамилии это уже неважно: она целиком и полностью географическая.