Фамилия Белобровая — редкий случай, когда исходное прозвище сохранилось почти без изменений, только перешло в разряд фамилий через суффиксальную модель. В основе лежит прилагательное «белобровый», то есть человек со светлыми, белыми бровями. Прозвища по цвету волос, глаз или бровей — один из древнейших пластов русской антропонимии, они могли закрепляться за человеком как самая заметная внешняя черта.

Однако форма фамилии нестандартна. В русской традиции фамилии на -ой, -ая чаще всего встречаются в южных и западных регионах (Украина, Белоруссия, южнорусские области), где прилагательные в женском роде переходили в фамилии без дополнительных суффиксов: Белобровая, Кривошеева, Долгорукая. В центральной и северной России преобладали модели на -ов/-ев или -ин: Белобровов, Белобровин. То есть Белобровая — это либо «застывшее» прозвище в именительном падеже, либо фамилия, образованная по южнорусскому или украинскому образцу.

Ещё одна версия, менее вероятная, но допустимая: фамилия могла возникнуть как матроним — по матери, которую в округе знали как Белобровую. В крестьянской среде такое случалось, если женщина была вдовой или единственной кормилицей, и детей записывали по её прозвищу. Но для этой фамилии более логичным выглядит прямое прозвище по внешности.

В дореволюционных переписях фамилия фиксируется в основном на территории современной Украины (особенно Черниговская и Полтавская губернии) и в южных уездах России — Курской, Воронежской областей. Носители, скорее всего, были из крестьян или мещан: прозвища по внешности редко встречались в дворянской среде, где фамилии чаще образовывали от названий имений или родословных имён.

Сегодня фамилия остаётся немногочисленной. Её главная ценность для этимолога — в сохранении архаичной модели образования, когда прозвище не переделывали под стандартный суффикс, а оставляли как есть. Для носителя это прямая подсказка: предка действительно звали «Белобровая» — и, судя по всему, он был светлобровым человеком, что в тёмноволосой среде бросалось в глаза.