Фамилия Белобровы образована от личного прозвища Белобровый. В основе прозвища лежит сочетание «белые брови» — внешняя примета, которая сразу бросалась в глаза и закреплялась за человеком в качестве имени. Однако на этом история не заканчивается: корень «бел-» в славянских прозвищах часто имел и переносный смысл. Белый цвет в народной культуре связывали с чистотой, простотой, непорочностью, а иногда и с мудростью или «светлым» нравом. Поэтому Белобровым могли назвать не только человека со светлыми бровями, но и того, кто выделялся бесхитростным, открытым характером.

С точки зрения словообразования, фамилия Белобровы стоит в форме множественного числа, что типично для родовых именований в русской и украинской традиции: так говорили о всей семье — «Белобровы», то есть «дети и домочадцы Белоброва». Единичная форма — Белобров — образована с помощью типичного для восточнославянских фамилий суффикса -ов, который присоединялся к основе прилагательного. Такая модель распространена в украинских и южнорусских землях, где прозвища на -ый часто переходили в фамилии без изменений основы.

О точном месте возникновения фамилии сейчас говорить сложно: процесс закрепления прозвищ в качестве наследственных имен длился несколько столетий и проходил в разных регионах по-разному. Можно предположить, что фамилия Белобровы имеет украинские или белорусские корни: именно в этих говорах форма «білобровий» встречается как устойчивое прозвище, а фамилии на -ов в украинской среде нередко получали русское оформление при записи в официальные документы.

Фамилия не слишком распространена, но встречается в нескольких областях России и Украины, что говорит о её локальном, а не общерусском происхождении. Как и многие «цветовые» прозвищные фамилии (Беловы, Чернобровы, Рыжовы), Белобровы — яркий пример того, как внешняя деталь становилась родовым именем и передавалась через поколения.