Фамилия Братой — редкий случай, когда окончание сразу бросается в глаза. В русских фамилиях суффикс -ой встречается в основном у прилагательных, перешедших в фамилии (Толстой, Косой), но здесь основа другая. «Братой» — это, скорее всего, не прилагательное, а усечённая форма от «Братов» или «Братый», где конечное -й закрепилось из-за диалектного произношения или ошибки писаря. В южнорусских и украинских говорах фамилии на -ий/-ой могли терять один звук, превращаясь в странные для литературного языка варианты.

Основа — слово «брат». Но фамилия образована не напрямую от родственной связи. В русской ономастике есть целый пласт прозвищ, образованных от слова «брат»: Братан, Братик, Братуха. «Братой» могло означать «тот, кто как брат», «названый брат», «побратим». В крестьянской среде так могли прозвать человека, с которым побратались, или того, кто заменил брата в семье. Вторая версия: фамилия могла возникнуть из обращения «брат мой» — в быстрой речи оно стягивалось в одно слово, и так закрепилось прозвище.

География фамилии узкая. По данным открытых источников, носители фамилии Братой встречаются в основном на юге России и в восточной Украине, особенно в Ростовской области и Краснодарском крае. Это совпадает с зоной распространения украинского влияния на русские фамилии, где окончание -ой в фамилиях из прилагательных — норма (Дибровой, Кривой). Вероятно, предки носителей фамилии были казаками или крестьянами, переселившимися на Кубань.

Сравните с однокоренными фамилиями: Братов — самая частая форма, Братиков — от уменьшительного прозвища, Братухин — от «братуха». Братой стоит особняком: она не даёт ответа на вопрос «чей?» или «чьих?», а фиксирует прозвище в именительном падеже. Такие фамилии — «застывшие» обращения — вообще редки в русском языке, их больше в украинском (Недайвода, Забейворота). Поэтому Братой — скорее украинский след в русской фамильной системе, чем исконно русская модель.