Фамилия Доев неоднородна по происхождению — у неё как минимум две версии, и обе указывают на занятия или статус предка. Первая, самая очевидная, связывает фамилию с глаголом «доить». Прозвище Дой могли дать дояру — человеку, который доил коров или коз. Менее вероятно, что прозвище было связано с переносным значением «выманивать, выпрашивать деньги»: такая гипотеза слабее, потому что в основе прозвищ обычно лежит конкретное ремесло или внешний признак, а не абстрактное действие. Потомок Доя получал фамилию Доев — по типичной русской модели «прозвище + -ев».

Вторая версия ведёт на Кавказ. В ингушском языке слово «дой» означает «лошадиный», «имеющий лошадь». В этом случае Дой — не прозвище, а именование с пожеланием богатства: на Кавказе количество скота, особенно лошадей, издавна определяло достаток хозяина. Человека с таким именем могли считать удачливым наездником или владельцем табуна. Фамилия Доев у носителей с северокавказскими корнями, скорее всего, восходит именно к этому значению.

Суффикс -ев указывает на принадлежность («чей?» — Доев), то есть «сын До́я». Ударение в фамилии — на первый слог, что типично для фамилий от односложных основ. Встречается фамилия в разных регионах, но чаще фиксируется на юге России и в республиках Северного Кавказа, что косвенно подтверждает вторую версию. В центральных и северных областях, где скотоводство было менее престижным занятием, вероятнее первая, «доярская» трактовка.