Фамилия Доброзраков — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти наверняка было шутливым или саркастическим. В отличие от «говорящих» фамилий вроде Добронравов или Добролюбов, где корень указывает на положительное качество, Доброзраков построен на неожиданном сочетании: «добро» и «зрак» (или «зрака»). В древнерусском языке слово «зрак» означало «взгляд», «зрение», «лик», а также «зрачок». Таким образом, «добрый зрак» — это «добрый взгляд» или «приятное лицо». Однако в народной среде подобные составные прозвища часто давали с обратным смыслом, по принципу антифразиса: человека с суровым или неприветливым выражением лица могли в насмешку назвать Доброзраком.

Модель образования фамилии типична для русских «семейных» прозвищ: основа Доброзрак + патронимический суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Доброзрака). Суффикс -ак в основе (Доброзрак) характерен для прозвищ, обозначающих носителя признака, и часто встречается в северных и сибирских говорах. Это не церковнославянская, а именно живая, разговорная форма, что подтверждает версию о бытовом, а не книжном происхождении.

Ономасты редко разбирают эту фамилию отдельно, но её можно сопоставить с однокоренными, но более частотными Добровзоров и Доброглазов. Разница в том, что «зрак» — слово более архаичное и книжное, чем «глаз» или «взор». Поэтому версия о том, что фамилия могла возникнуть в среде духовенства (где любили составлять фамилии из двух греческих или славянских корней с возвышенным значением), не лишена оснований. Семинаристам нередко давали «благозвучные» фамилии по принципу «кальки» с греческого. В таком случае Доброзраков могло означать «благообразный», «благовидный» — то есть ученик, получивший фамилию за приятную внешность или, наоборот, для её «улучшения» в документах.

Географически фамилия крайне редкая. В дореволюционных адрес-календарях и исповедных ведомостях она встречается точечно, преимущественно в центральных губерниях России. Встречаются варианты написания через «а» — Доброзраков, что для XVIII–XIX веков было нормой (акающее произношение). Встречается также форма Доброзраков с ударением на второй слог, что ещё раз подчёркивает связь с «зраком», а не с «роком» или «зрадой».

Таким образом, носитель фамилии Доброзраков может с равной вероятностью происходить либо от крестьянина или посадского человека, которого дразнили за суровый вид, либо от семинариста, получившего «красивую» фамилию при поступлении в училище. Первая версия — народная и ироничная — кажется более живой и правдоподобной для фамилии, не ставшей массовой.