Фамилия Зимборская — женская форма от Зимборский — принадлежит к распространённой у славян модели фамилий на -ский/-цкий. Такие фамилии обычно указывали либо на географическое название (место, откуда человек родом), либо на владельческое прозвище, образованное от имени или занятия.

В основе фамилии лежит корень «зим-», который в славянских языках связан с зимой, холодом, а также с личными именами. Наиболее вероятно, что Зимборский восходит к древнему славянскому имени-прозвищу Зимобор или Зимбор. Первая часть — «зим(а)», вторая — «бор» (от «бороться», «бить» или от «бор» — лес). То есть имя могло означать «тот, кто борется с зимой» или «зимний лес». Такие двусоставные имена (Зимобор, Зимомир) встречались у славян дохристианского периода, но могли сохраняться и позже как прозвища.

Менее вероятная, но возможная версия — происхождение от названия населённого пункта вроде Зимборы, Зимборово или Зимборск. Такие топонимы могли возникнуть от того же личного имени или от особенности местности (например, «зимнее место»). В польской ономастике известна фамилия Zięborski, созвучная с Зимборским, что также указывает на возможную западнославянскую привязку.

Суффикс -ск- типичен для фамилий шляхетского или дворянского происхождения в Польше и на западе России. Носители фамилии Зимборская могли принадлежать к мелкопоместной шляхте или к крестьянам, переселившимся из деревни Зимборы. Точно определить сословие без генеалогических данных сложно: на востоке Украины и в Беларуси фамилии на -ский нередко носили и крестьяне.

Особенность фамилии — её региональная привязка. Встречается она преимущественно на западе Украины, в Беларуси и в Польше. Написание через «о» (Зимборская, а не Зимбарская) указывает на полногласие, свойственное восточнославянским языкам, хотя сам корень «зим-» общеславянский.