Фамилия Сухоминский ведет свое начало от прозвища Сухомлин, которое восходит к диалектному слову, обозначавшему ветряную мельницу. Основатель рода Сухомлинских, скорее всего, был мельником или жил неподалеку от мельницы — такие прозвища часто закреплялись за человеком по роду занятий или месту жительства.

Вторая версия толкует прозвище иначе: Сухомлином могли назвать человека за внешнее сходство с мельницей, например, того, кто при ходьбе сильно размахивал руками, словно мельничными лопастями. В народной речи такие сравнения не редкость, и они давали яркую, запоминающуюся характеристику.

Суффикс -ский в фамилии указывает на возможное украинское происхождение. В украинской ономастической традиции этот суффикс нередко присоединялся к прозвищам и именам, образуя фамилии по модели, схожей с польской или белорусской. Позже прозвище Сухомлин, изначально присоединенное к наследственному имени, полностью заменило его как в повседневной жизни, так и в официальных документах.

Интересно, что основа Сухомлин встречается и в других фамилиях, например, Сухомлинов, что говорит о широком бытовании этого прозвища в разных регионах. Однако форма Сухоминский с усеченным корнем встречается реже, и именно она придает фамилии особый оттенок — возможно, в основе лежал местный говор, где слово произносили с иным звучанием.