Фамилия Долгошеева — из числа тех, что образованы от прозвища, данного по внешнему признаку. Прозвище Долгошей, от которого она произошла, сложили из двух основ: «долгий» (в старину это слово означало «большой, длинный») и «шея». Человек с длинной, заметной шеей получал такое прозвище, и оно закреплялось за ним и его семьёй.

На Руси к подобным прозвищам относились без обид: они были распространены во всех сословиях и не считались оскорбительными, а просто метко описывали человека. Прозвища по внешности — одни из самых древних. В «Ономастиконе» С. Б. Веселовского собрано множество однотипных примеров: Долгая Борода (кн. Семен Константинович Мещерский, конец XV в.), Долгая Сабля (Василий Владимирович Беклемишев, конец XV в.), Долгоног (Федор, крестьянин, 1545 г., Новгород), Долгополов (Мартемьян, крестьянин, 1564 г., Олонец), Долгорукий (кн. Иван Андреевич Оболенский, середина XV в.). Встречаются и прозвища, связанные с шеей: Шея (Василий Михайлович Морозов, первая половина XV в.) и Шея Зернов (Константин Дмитриевич, боярин, умер в начале XV в.). На этом фоне Долгошей — логичное и нередкое образование.

Суффикс -ев в фамилии указывает на принадлежность: Долгошеева — «жена или дочь Долгошея», а со временем фамилия закрепилась за всем родом. Словообразовательная модель типична для русских фамилий, образованных от прозвищ с основой на мягкий согласный или на -й.

Географически фамилия может быть связана с северными и центральными регионами России: прозвища с корнем «долг-» (Долгополов, Долгоног) в XVI веке фиксируются именно в новгородских и олонецких землях. Впрочем, точных данных о первом носителе фамилии Долгошеева в исторических документах пока не обнаружено, что оставляет простор для дальнейших архивных находок.