Фамилия Диодорова — женская форма фамилии Диодоров, которая образована от полного крестильного имени Диодор. В святцах это имя встречается как греческое по происхождению, означающее «дар божий» (от «диос» — божественный и «дорон» — дар). В дореволюционной России имя Диодор было редким, распространённым в основном в среде духовенства и купечества, где было принято давать детям старинные, не слишком ходовые имена.

Словообразовательная модель здесь простая и типичная для русских фамилий: к основе имени Диодор добавлен патронимический суффикс -ов. Фамилия Диодоров, а затем и Диодорова, означала буквально «сын Диодора» или «из рода Диодора». Суффикс -ов указывает на принадлежность, поэтому предок носительницы этой фамилии, скорее всего, носил имя Диодор. Фамилия закрепилась в XIX веке, когда крестьян и мещан начали массово записывать по отцу.

Интересно, что фамилия Диодорова почти не имеет параллельных форм с другими суффиксами — например, Диодорин или Диодорский встречаются крайне редко. Это говорит о том, что фамилия возникла в среде, где не было развитой традиции дворянских или географических фамилий на -ский. Вероятнее всего, её корни — в центральной России или Поволжье, где имя Диодор изредка бытовало в купеческих и священнических семьях. В современных справочниках фамилия фиксируется как редкая, что подтверждает её происхождение от нечастого имени.