Фамилия Житомирская — это классический пример «географической» фамилии, образованной от названия города. Её основа — топоним Житомир, областной центр на северо-западе Украины. Суффикс -ск- (в женском роде -ская) указывает на связь с местностью: в старину так называли выходцев из определённого города или поместья. Носительница фамилии Житомирская — это, по сути, «та, что родом из Житомира».

Интересно, что фамилии на -ский/-ская в среде русского дворянства и духовенства были особенно распространены в XVII–XIX веках. Однако в случае с Житомирской не стоит спешить с выводами о высоком происхождении. Такая фамилия могла закрепиться и за крестьянином, переехавшим из города в другую губернию, и за мещанином, и за семинаристом, получившим «благозвучную» фамилию по месту рождения или службы отца. Житомир — город старый, известный с XIV века, поэтому спектр социальных слоёв, из которых вышли носители фамилии, очень широк.

Словообразовательная модель проста: основа «Житомир-» + суффикс притяжательного прилагательного «-ск-» + окончание «-ая». В мужском варианте фамилия звучала бы как Житомирский. Если сравнить её с однокоренными, но более редкими вариантами, вроде Житомиров или Житомирцев, то именно форма на -ский доминирует и воспринимается как литературная, «городская». Поскольку фамилия имеет явную и прозрачную географическую привязку, этимология самого названия города (от легендарного воеводы Житомира или от слова «жито» — рожь) для понимания фамилии уже не принципиальна: она лишь указывает на точку на карте, откуда пошёл род.