Фамилия Варминская — женская форма, парная к Варминский. Она образована по типичной для восточнославянских фамилий модели с суффиксом -ск-, который изначально указывал на принадлежность к месту или владению. Мужская форма Варминский, скорее всего, появилась у дворян или духовенства, но со временем могла закрепиться и у крестьян после отмены крепостного права, когда фамилии давались массово по названию села или усадьбы.

Основа Вармин- восходит к названию населённого пункта. Таких топонимов в России и Польше несколько: например, деревня Вармино в Костромской области или село Варминка в Пермском крае. Само слово Варма, Вармин, вероятно, финно-угорского или балтского происхождения, что неудивительно для северных и центральных регионов. В польском языке существует историческая область Вармия (Warmia), но фамилия Варминский могла возникнуть и независимо, как прозвище выходца оттуда — «варминец». В таком случае носитель фамилии — потомок переселенца из Вармии, который получил прозвание по родной земле.

Есть и более простая версия: основа Варма — это диалектное или личное имя. В старых русских говорах «варма» могло означать «варщик», «повар» (от глагола «варить»), но это маловероятно — суффикс -ск- редко крепится к названиям профессий. Чаще он указывает на географию. Поэтому самая надёжная гипотеза: предок носителя фамилии жил в деревне Вармино или Варминка, либо происходил из польской Вармии.

Фамилия Варминская нечастая. Встречается в основном на северо-западе России и в Поволжье, что согласуется с возможным финно-угорским следом в топонимах. В дореволюционных источниках она могла писаться через одно «н» — Варминская, но вариант с двумя «н» (Варминнская) не зафиксирован. Носительницы фамилии сегодня живут в Москве, Санкт-Петербурге, а также в Кировской и Нижегородской областях.