Фамилия Дочев — редкий случай, когда основу стоит искать не в полном имени, а в его краткой, обиходной форме. В основе лежит имя Дочко — уменьшительная форма от Дорофей или Дометий (церковное Дометиан). В старину такие «усеченные» имена были в ходу: Дорофей превращался в Дорош, Дорка, а в южнославянской и западнорусской традиции — в Дочко. Суффикс -ев указывает на притяжательность: Дочев буквально значит «сын Дочка» или «человек из рода Дочка».

Интересна география фамилии. В отличие от большинства русских фамилий на -ов/-ев, Дочев почти не встречается в центральных областях России. Его основной ареал — Болгария, Сербия и Македония. В России носители фамилии — это, скорее всего, потомки болгарских переселенцев XIX века, которые селились в Бессарабии и Новороссии, либо выходцы из южнорусских губерний, граничивших с Украиной, где форма Дочко была распространена у казаков.

Словообразовательная модель проста: корень Доч- + суффикс -ев. Ударение, скорее всего, падает на первый слог — Дóчев, хотя в болгарском языке возможен и вариант Дочéв. Родственные фамилии — Дочкин, Дочин, Дочков. Все они образованы от одного прозвища, но с разными суффиксами. В русском языке суффикс -ев закрепился за основами на мягкий согласный или ц, что и дало форму Дочев, а не Дочевов.

Есть и другая, менее вероятная версия: связь с диалектным глаголом «дочить» (искать, выслеживать). В псковских и тверских говорах «доча» — это ищейка. Тогда Дочев могло быть прозвищем сыщика или охотника. Но эта гипотеза слаба: глагол редок, а прозвище, образованное от него, скорее дало бы форму Доча или Дочка, а не Дочко. Самая правдоподобная версия — имя Дочко, и фамилия Дочев — типичный пример того, как домашнее, «кухонное» имя предка стало официальным родовым именем.