Фамилия Добротолюбов — редкий случай, когда фамилия образована не от имени, прозвища или профессии, а от книжного понятия. В её основе лежит слово «добротолюбие» — любовь к добру. Такой способ словообразования почти всегда указывает на искусственное, семинарское происхождение.

В XVIII–XIX веках, когда будущим священникам и дьякам давали фамилии при поступлении в духовные училища, наставники часто переводили греческие церковные термины на русский или калькировали их. «Добротолюбие» — это русский аналог греческого «филокалия» (φιλοκαλία), что дословно означает «любовь к прекрасному, к добру». В православной традиции так назывался сборник аскетических текстов — «Добротолюбие», составленный в конце XVIII века преподобным Паисием Величковским и переведённый на церковнославянский язык. Книга была настолько популярна среди духовенства, что её название легко могло стать фамилией для ученика, проявлявшего усердие, или просто в честь этого труда.

Морфологически фамилия простая: корень «добр-», соединительная гласная «о», корень «-люб-» и суффикс «-ов», указывающий на принадлежность. Суффикс «-ов» здесь не столько отчество, сколько показатель фамильной формы: Добротолюбов — буквально «сын того, кто связан с добротолюбием». В отличие от фамилий на «-ский» (вроде Добролюбовский), которые тоже встречались в семинарской среде, форма на «-ов» проще и, вероятно, давалась ученикам не из высших слоёв духовенства, а из низших — детям причетников или пономарей.

Географически фамилия Добротолюбов не привязана к какому-то одному региону, потому что семинарские фамилии разносились по всей стране вместе с выпускниками. Однако можно предположить, что её носители концентрировались в центральных губерниях, где были сильные духовные училища — в Ярославской, Костромской, Владимирской, Рязанской. Встречаются Добротолюбовы и на Урале, и в Сибири, куда священников отправляли служить.

Редкость фамилии объясняется не только её книжным происхождением, но и тем, что она длинная и неудобная для бытового употребления. В народной среде такие фамилии часто сокращали или заменяли на более простые. Поэтому Добротолюбов — это почти всегда фамилия потомков духовного сословия, и её носитель может с высокой вероятностью считать, что его предки были связаны с церковью, а сама фамилия — не случайная, а намеренно выбранная как пожелание или характеристика.