Фамилия Бухарева — женская форма фамилии Бухарев, которая восходит к прозвищу Бухарь. У слова «бухара» в севернорусских говорах было конкретное значение — пчела или шмель. Человек, получивший прозвище Бухарь, скорее всего, отличался трудолюбием и хозяйственностью, как пчела-труженица. В ономастике эта версия считается основной и наиболее правдоподобной, поскольку опирается на живую диалектную лексику, зафиксированную в словарях русских народных говоров. Суффикс -ев указывает на принадлежность: Бухарева — дочь или жена Бухаря.

Есть и вторая версия, географическая. Фамилию могли дать выходцу из среднеазиатского региона — из Бухарского ханства или самого города Бухары. В старину «бухарой» называли не только город, но и привозные товары оттуда, что могло закрепиться за купцом или человеком, торговавшим восточными тканями и пряностями. Эта гипотеза слабее первой: для прозвища по месту жительства в русской традиции чаще использовали суффиксы -ин (Бухарин) или -ский (Бухарский), а не -ев.

Словообразовательная модель здесь простая: основа Бухар- плюс патронимический суффикс -ев. В отличие от фамилий с суффиксом -ов, где основа оканчивается на твёрдый согласный, -ев присоединяли к основам на мягкий согласный или -й. В данном случае буква «р» в корне исторически была мягкой (Бухарь), отсюда и суффикс -ев, а не -ов. Таким образом, фамилия Бухарева — классический пример «северного» патронима, возникшего в среде, где прозвища на -арь были распространены (ср. Пахарь, Косарь, Гусарь).