Фамилия Долгорук — прозвищного типа, её основа восходит к словосочетанию «долгие руки». Прямое значение — внешняя примета: человека с необычно длинными руками могли прозвать Долгоруком. Но прозвище редко давали только за рост или длину конечностей; скорее, за ним стоял характер. «Долгие руки» в переносном смысле — тот, кто достанет везде, хваткий, цепкий, упорный в делах. Поэтому прозвище могло относиться к человеку бережливому, настойчивому или даже жадному до чужого.

Словообразовательная модель проста: корень долг- (длинный) + рук- (рука) без суффикса. Фамилия оформлена нулевым окончанием, что типично для прозвищ, перешедших в фамилии без дополнительных формантов (-ов, -ин и т.д.). В русской ономастике такая модель встречается реже, чем патронимические фамилии, и указывает на прямое прозвище предка, которое закрепилось за родом.

Фамилия Долгорук — младший родственник известной княжеской фамилии Долгоруковы. В труде Степана Веселовского упоминается князь Иван Андреевич Оболенский по прозвищу Долгорукий, живший в середине XV века; от него пошли князья Долгоруковы. Народная форма Долгорук могла возникнуть как упрощение или как самостоятельное прозвище у простых людей, не связанных с княжеским родом.

География бытования фамилии прослеживается по документам XX века. В Книге памяти Амурской области записаны колхозник Григорий Петрович Долгорук (родился в 1889 году) и Пётр Тарасович Долгорук (родился в 1903 году в селе Преображеновка Октябрьского района). Это указывает на распространение фамилии в крестьянской среде на Дальнем Востоке, куда носители могли переселиться в ходе столыпинской аграрной реформы или позднее.

В отличие от многих фамилий на -ов/-ев, Долгорук не привязана к имени отца, а напрямую описывает самого первого носителя. Это делает её более древней по духу, но менее частотной: в современных справочниках она встречается редко, в основном в восточных регионах России и на Украине.