Фамилия Долгошия — редкий пример прозвища, перешедшего в фамилию без изменений. Её основа — словосочетание «долгая (то есть длинная) шея». Прозвище Долгошия давали человеку по заметной особенности внешности: длинной, грациозной, красивой шее. Такие «говорящие» имена были распространены в Древней Руси, когда прозвище часто заменяло фамилию и описывало человека наглядно.

Ономастический словарь С. Б. Веселовского подтверждает, что прозвища с корнем «долг-» встречались в разных слоях общества. Например, в документах XV–XVI веков упоминаются Долгоног Федор (крестьянин, 1545 г., Новгород), Долгополов Мартемьян (крестьянин, 1564 г., Олонец), а также князь Иван Андреевич Оболенский по прозвищу Долгорукий (середина XV в.). Фамилия Долгошия образована по той же модели: прозвище закрепилось за родом и перестало зависеть от реальной внешности потомков.

Форма фамилии на -ия (а не на -ий, как Долгорукий) — архаичная и редкая. В русском языке окончание -ия обычно свойственно существительным женского рода, но в фамилиях оно указывает на старую модель, где прозвище не склонялось по падежам как прилагательное, а оставалось неизменным. Такие фамилии чаще встречались на севере и северо-востоке Руси, в среде крестьян и посадских людей, где прозвища дольше сохраняли исходную форму.

Географически фамилия Долгошия не получила широкого распространения. Это нетипичный случай: большинство прозвищ с корнем «долг-» превратились в фамилии на -ов/-ев (Долгоногов, Долгополов). Форма на -ия, скорее всего, закрепилась в одной местности и не вышла за её пределы. Точных данных о сословии носителей нет, но, судя по аналогиям, предки были людьми незнатными — крестьянами или ремесленниками, чьё прозвище записали в документы именно так, как оно звучало в живой речи.