Фамилия Бухариева — женская форма мужской фамилии Бухариев, а та, в свою очередь, образована по простой и прозрачной модели: основа плюс суффикс -ев. Суффикс -ев, как и -ов, указывает на принадлежность: «сын Бухария» или «из рода Бухария». Это типичная русская патронимическая фамилия, но её корень уводит далеко за пределы центральной России.

Основа «Бухарий» — это не имя и не прозвище, а указание на происхождение человека. В русских говорах и документах XVI–XVII веков «бухарцем» или «бухарином» называли выходца из Бухары — среднеазиатского города и региона. Торговые связи с Бухарой были активными, купцы и ремесленники оттуда оседали в Поволжье, на Урале и в Сибири. Прозвище «Бухарий» могли дать человеку, который либо сам приехал из тех краёв, либо торговал с ними, либо внешне или по одежде напоминал приезжего из Средней Азии.

Словообразовательная модель «этноним + -ий» для прозвищ была распространена: ср. Литвин — Литвий, Татарин — Татарий, Калмык — Калмыкий. От такого прозвища и возникла фамилия Бухариев. Важно, что суффикс -ев, а не -ов, здесь закономерен: основа «Бухарий» оканчивается на й, поэтому по правилам русского языка наращивается -ев, а не -ов.

Встречается фамилия и в написании через «о» — Бухариев, что может быть следствием акающего произношения или ошибки писаря. Но основной вариант — через «а» в первом слоге — напрямую отсылает к топониму Бухара. Фамилия не относится к числу дворянских или старых боярских; её носители — скорее всего, потомки посадских людей, купцов или служилых, живших в торговых городах и на окраинах государства. Географически фамилия чаще всего фиксируется в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской и Челябинской областях — то есть в зоне исторических контактов с Бухарским ханством.

Альтернативная версия, выводящая фамилию от тюркского имени Бухар (что значит «бык» или «самец верблюда»), менее убедительна: прозвищное происхождение от названия жителя подтверждается и типологией русских фамилий, и географией бытования.