Фамилия Внуовский — один из тех редких случаев, когда географический суффикс -ский не указывает на польское или дворянское происхождение, а скорее скрывает за собой старую русскую основу. Вопреки распространённому мнению, фамилии на -ский в России не всегда означали принадлежность к шляхте: в XVII–XIX веках так образовывали фамилии от названий мест, где жил человек, даже если это была простая деревня. В основе Внуовского почти наверняка лежит топоним — село, деревня или урочище Внуово, Внуова или Внуовка.

Сама основа «Вну-» прозрачна и восходит к слову «внук». В древнерусской антропонимике прозвище Внук, Внучок или Внуй давали либо младшему в роду, либо человеку, которого воспитывали дед с бабкой, либо тому, кто внешне или по характеру напоминал внука (например, был невысок или молод лицом). От этого прозвища образовались названия деревень — Внуково, Внуово. Таких топонимов в России несколько, особенно в центральных и северных областях. Переселенец из такой деревни получал фамилию Внуовский — то есть «тот, кто из Внуова».

Суффикс -ов- в основе (Вну-ов-ский) указывает на притяжательную форму: владение или принадлежность к роду Внуковых. В русской ономастике это типичная модель: сначала появлялось личное прозвище Внук, от него — фамилия Внуков, а от названия деревни Внуково — фамилия Внуковский. Внуовский — это фонетический или диалектный вариант того же ряда. Возможно, в местном говоре звук «к» перед «о» перешёл в «в» (Внук → Внуов), или же в основе лежала форма «Внуй» (древнерусское «внук» в некоторых диалектах звучало как «внуй»).

Встречаемость фамилии крайне низкая. В современных базах данных и телефонных справочниках Внуовские единичны, и география их расселения не прослеживается в виде плотного ареала. Это говорит о том, что фамилия не разошлась широко от одного корня, а возникла локально — вероятно, в одном или двух уездах, где существовала деревня с таким названием. Сословно носители фамилии могли быть как крестьянами, так и однодворцами (южнорусские служилые люди, получавшие землю), но не дворянами — в родословных книгах фамилия не зафиксирована.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Внуовский стоит в одном ряду с Внуковым, Внучкиным и Внуковским. Разница в суффиксе: -ов — это типичная русская патронимическая модель (чей? — Внуков), а -ский — топонимическая (откуда? — Внуовский). Тот, кто носит фамилию Внуовский, может с большой вероятностью считать, что его предки жили в деревне, названной в честь человека по прозвищу Внук — вероятно, самого младшего или самого любимого в семье.