Фамилия Золотовская — женская форма от Золотовский, а та, в свою очередь, образована от прозвища или нецерковного имени Золотой. Такая модель (основа на -ой + суффикс -овск-) встречается реже, чем привычные -ов или -ин, и указывает на то, что фамилия формировалась в среде, где были сильны традиции польской или западнорусской антропонимии, либо в среде духовенства, где часто использовали семинарские фамилии на -ский/-цкий.

Прозвище Золотой могло означать не только богатство или привязанность к золоту как к металлу. В старину так могли назвать доброго, трудолюбивого или просто дорогого сердцу человека. Иногда прозвище давали по внешности — за волосы золотистого цвета. Встречается и другая версия: Золотыми называли людей, занятых в ювелирном деле или в торговле драгоценностями, но для фамилии Золотовская это менее вероятно, так как профессиональные прозвища чаще закреплялись в более простых формах — Золотарев, Золотников.

В исторических документах, в частности у С. Б. Веселовского, упоминается родственное именование: Золотов Гуляй, дьяк Дворцового приказа, 1612 год. Это подтверждает, что основа «Золот-» бытовала в служилой среде ещё в XVII веке. Однако сама фамилия Золотовская, скорее всего, оформилась позже — в XVIII–XIX веках, когда фамилии на -ский активно распространялись в дворянской, чиновничьей и духовной среде.

Географически фамилия тяготеет к западным и южным регионам бывшей Российской империи: Украина, Белоруссия, юг России. Встречается и в центральных областях, но реже. Носительницы фамилии Золотовская — это, как правило, потомки мужчин, носивших фамилию Золотовский, которая со временем закрепилась в женском роде по правилам русского языка.