Фамилия Варвальский — редкий случай, когда на слуху оказывается не основа (как в фамилиях Иванов, Кузнецов), а суффикс. Модель на -ский типична для польской, украинской и белорусской шляхты, а также для русских дворянских и духовных фамилий. Но здесь суффикс наложился на основу, которая звучит не по-славянски. Это сразу указывает на географический или этнический след.

Скорее всего, в основе фамилии лежит название населённого пункта Варваль (или Варвале). Такие топонимы встречаются в Польше и на западе Украины, в зоне исторического влияния Речи Посполитой. Например, деревня Варваль (Warwal) известна в Подляском воеводстве. Человек, переехавший оттуда, получал прозвание «варвальский» — то есть «родом из Варваля». Фамилия закрепилась за его потомками. В этом случае Варвальский — типичная топонимическая фамилия, каких много у шляхты и крестьян, получивших фамилии по месту жительства.

Есть и другая, менее вероятная версия: от личного имени или прозвища Варваль. Имя могло быть народной формой крестильного Варлаам (в просторечии Варлам, Варлаха). Переход «Варлам → Варваль» фонетически возможен, но редок. Либо прозвище Варваль давали человеку с каким-то заметным качеством — например, от диалектного «варвалить» (говорить невнятно, бормотать) или от «варвар» (чужеземец, дикарь). Однако суффикс -ский в таком случае выглядит неестественно: прозвищные фамилии чаще оформляли через -ов/-ев или -ин (Варвалов, Варвалин). Поэтому версия с прозвищем слабее.

Фамилия встречается в основном в западных регионах России, на Украине и в Беларуси. В дореволюционных списках она не была массовой, что подтверждает её локальное происхождение. Сословная принадлежность носителей могла быть разной: от мелкой шляхты до крестьян, записанных по месту выхода. Единого корня с фамилией Варварин у Варвальского нет — это разные модели образования. Варварин происходит от имени Варвара, а Варвальский — от топонима или редкого прозвища.

Таким образом, наиболее правдоподобное объяснение: предок носителя фамилии был выходцем из поселения Варваль. Фамилия сохранила память о географической точке, которая сегодня может быть крошечной деревней или уже исчезнуть с карты.