Фамилия Доливо звучит скорее по-украински, чем по-великорусски, и это ключ к её происхождению. В её основе лежит украинский глагол «долити» — лить, наливать, доливать. Суффикс -о в прозвищах характерен для украинской антропонимии (сравните: Непийпиво, Тягнибок). Таким образом, Доливо — это прозвище, которое дали человеку по его привычке или занятию: «доливающий», тот, кто постоянно доливает что-то в чарку или, напротив, в кузнечный мех.

Версия о происхождении от слова «доля» (судьба, часть) менее убедительна. От «доля» в украинском языке образуются фамилии с суффиксом -енко (Доленко) или -ин (Долин), но не с формантом -иво. Ударение в фамилии падает на второй слог (Доливо́), что тоже поддерживает связь именно с глаголом.

Скорее всего, прозвище Доливо носило шутливый или ироничный характер. В среде казаков и крестьян так могли называть любителя выпить («доливай, чтоб полнее было») или, наоборот, бережливого хозяина, который доливает остатки из разных кувшинов в один. Встречается и более узкая версия — ремесленная: прозвище могли дать литейщику или меднику, который занимался доливкой расплавленного металла.

Фамилия распространена в основном на Украине и в южных областях России, куда переселялись украинцы в XVIII–XIX веках. Встречаются варианты написания с одной «л» (Доливо) и с ударением на первый слог, но литературная норма — Доливо́. В дореволюционных документах фамилию могли записать по-русски как «Доливов», но исходная украинская форма сохранилась в большинстве случаев.