Фамилия Дехтярова — женская форма фамилии Дехтяров, которая образована от прозвища или профессии предка. Основа здесь — украинское или южнорусское слово «дехтяр» (в литературном языке чаще «дегтярь»). Так называли человека, который занимался производством или продажей дёгтя — густой тёмной жидкости, получаемой при сухой перегонке древесины, чаще всего берёзы. Дёготь в крестьянском быту был незаменим: им смазывали колёса, колёсные оси, кожаную упряжь, пропитывали деревянные части, чтобы защитить от гниения. Профессия дегтяря была распространённой и уважаемой, особенно в лесных районах Украины, Беларуси и центральной России.

Суффикс -ов (в мужском варианте) указывает на типичную модель образования русских фамилий: сначала появилось прозвище Дехтярь, а затем от него — фамилия Дехтяров, то есть «сын дехтяря» или «из семьи дехтяря». В украинской среде фамилия могла бы звучать как Дехтяр (без суффикса) или Дехтяренко. Форма Дехтярова — самая частая для женщин в русском языке, но в документах начала XX века можно встретить и вариант Дехтярева (с буквой «е» вместо «я» в корне). Такая замена — следствие аканья или просто описки при записи.

Фамилия недвусмысленно указывает на социальный корень: предок был ремесленником, скорее всего, из крестьян или мещан. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано. Встречается она преимущественно в областях, где было развито смолокурение и дёгтеварение: на Смоленщине, Брянщине, в Черниговской и Полтавской губерниях. В XIX веке носители фамилии числились в основном среди государственных крестьян и мещан.

Есть и более редкая версия, что в некоторых говорах «дехтярь» могло быть прозвищем пачкуна, человека, вечно испачканного в дёгте, — но это вторичное, переносное значение. Основной, профессиональный корень сомнений не вызывает.