Фамилия Тыхоновский — редкий случай, когда географический суффикс -ский присоединился к основе, которая сама по себе является вариантом канонического имени. В основе лежит имя Тыхон — народная форма крестильного имени Тихон (от греческого «тихе» — судьба, удача). Замена «и» на «ы» в корне (Тихон → Тыхон) — характерная черта южнорусских и украинских говоров, где после твёрдых согласных звук [и] произносится ближе к [ы]. Так что перед нами не опечатка и не ошибка писаря, а живая фонетическая особенность.

Суффикс -ский указывает на дворянское или шляхетское происхождение фамилии, но не гарантирует его. В Речи Посполитой, а затем на землях современной Украины и Беларуси, фамилии на -ский часто получали крестьяне и мещане по названию места жительства. Тыхоновский мог означать «выходец из села или хутора, принадлежащего Тыхону» или «тот, кто родом из Тыхонова». То есть предок носителя фамилии мог быть как мелким шляхтичем, владевшим таким хутором, так и крестьянином, переселившимся из одноимённого поселения.

Фамилия редкая, её концентрация — в основном на западе Украины и в приграничных районах Польши. В России Тыхоновские встречаются единично, чаще всего как потомки переселенцев XIX — начала XX века. В отличие от массовой фамилии Тихонов, Тыхоновский сохранила региональный привкус и чёткую привязку к территории, где «ыканье» было нормой.

Словообразовательная модель проста: корень Тыхон- + суффикс принадлежности -ов- (как в фамилиях на -ов) + топонимический суффикс -ский. Двойной суффикс (-овск-) встречается часто: Ивановский, Петровский. Здесь он работает по тому же принципу, только имя не полное, а диалектное. Никакой альтернативной версии, связывающей фамилию с тюркским «тых» или польским «tychać», нет — слишком прозрачна связь с христианским именем.