Фамилия Юхтимовская — редкий пример, где географическая привязка почти наверняка перевешивает прозвищную. Она образована по продуктивной модели на -ский/-ская, которая в русской традиции чаще всего указывала на происхождение от географического названия: села, деревни или урочища. Основа здесь — Юхтимов-, и логичнее всего видеть в ней топоним вроде Юхтимово или Юхтим. Если такой населённый пункт существовал (или существует до сих пор), то предок носителя фамилии был выходцем оттуда, а сама фамилия закрепилась за помещичьими или церковными крестьянами, переселившимися в другие места.

Корень Юхтим- неочевиден и заставляет задуматься. В нём слышится финно-угорский след: суффикс -им/-има характерен для топонимики Карелии, Вологодчины и Архангельской области (сравните Кириллов, но также названия на -им, вроде Койдим). Возможна связь с диалектным словом «юхта» — в северных говорах так называли кожу, выделанную особым способом (откуда и «юфть»). Но тогда ожидалась бы форма Юхтовский. Более вероятно, что в основе лежит личное имя или прозвище Юхтим — вариант крестильного имени Иоаким (в народной огласовке Яким, Еким, Юхим). В таком случае Юхтим — это местная форма, где конечное -м возникло под влиянием финно-угорской фонетики, а фамилия Юхтимовский означала «сын Юхтима», но с топонимическим суффиксом, что немного путает картину.

Морфологически фамилия женского рода, мужской вариант — Юхтимовский. Суффикс -ск- типичен для дворянских и польских фамилий, но в России он широко распространился и среди духовенства, и среди крестьян, особенно в западных и северных губерниях. Если фамилия не дворянская (а скорее всего так и есть, учитывая редкий корень), то её носители могли быть государственными крестьянами или однодворцами, жившими на границе лесной зоны.

Написание с двумя «с» (Юхтимовская) — единственно верное для русского языка, хотя в документах XIX века возможны колебания: Юхтимская, Юхтимовская. Поиск по современным базам показывает, что фамилия встречается единично, в основном на северо-западе России, что подтверждает её локальное происхождение. Скорее всего, она возникла в одном-двух селениях и не получила широкого распространения, а значит, её носители — потомки относительно небольшой группы людей, связанных общим местом выхода.