Фамилия Валуйский образована от прозвища Валуй. В старину так называли пастуха, который пас волов или коров. В некоторых говорах это прозвище давали людям вялым, медлительным, а также лентяям и бездельникам. Менее вероятно, что в основе лежит современное значение слова — несъедобный гриб из рода сыроежек.

Прозвище Валуй и фамилии от него — древние. У историка С. Б. Веселовского записаны: Тимофей Васильевич Валуй, воевода великого князя Дмитрия Донского, убит в 1380 году на Куликовом поле; ему принадлежало село Валуево-Покровское на реке Ликове под Москвой. Также упоминаются Валуй Григорьевич Киндяков (1586 год) и Валуйко, крестьянин (1490 год, Новгород).

Сама фамилия Валуйский — типичная модель на -ский. Такие фамилии обычно указывали на связь с местностью или владением. В случае с Валуйским, скорее всего, это указание на принадлежность к селу или усадьбе, основанной или принадлежавшей человеку по прозвищу Валуй. Например, владельцы села Валуево под Москвой могли получить фамилию по названию своего поместья. Позже прозвище Валуй, изначально присоединенное к наследственному имени, полностью заменило его как в повседневной жизни, так и в официальных документах.

Таким образом, носитель фамилии Валуйский, вероятнее всего, потомок либо пастуха, либо землевладельца, чьи угодья назывались по имени или прозвищу основателя.