Фамилия Долобаян — один из тех редких случаев, когда внешне «русский» суффикс -ян скрывает нерусскую основу. В русском языке -ян в фамилиях чаще всего указывает на армянское происхождение (как Аванесян, Петросян), но здесь суффикс может быть искажённым вариантом украинского или белорусского -енко или -ан. Однако куда важнее основа: Долоб-.

Скорее всего, в основе лежит прозвище Долоб или Долоба. В южнорусских и украинских говорах «долоб» или «долобня» — это долото, инструмент плотника или столяра. Прозвище могли дать человеку, который работал с деревом, либо по внешнему сходству — например, худому и острому, как долото. Вторая версия, менее вероятная, связывает фамилию с глаголом «долбать» (долбить) — так могли назвать упрямого, настырного человека.

Суффикс -ян в данном случае мог возникнуть из украинской модели -ан: Долобан — человек, связанный с долотом или долблением. На русской почве -ан под влиянием армянских фамилий часто переходило в -ян, особенно в XIX веке, когда фамилии записывали чиновники на слух. Вариант Долобаян встречается в основном на Кубани и в Ростовской области — регионах, где смешивались русское, украинское и армянское население.

Ещё одно объяснение: фамилия могла произойти от тюркского имени или прозвища Долобай (от «долу» — полный, сытый), но это предположение не имеет прочной опоры в источниках. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» подобные модели не разбираются, что подтверждает редкость и локальный характер фамилии.

Таким образом, Долобаян — скорее всего, фамилия ремесленного происхождения, указывающая на предка-плотника или столяра, с суффиксом, который вобрал в себя украинскую и армянскую традиции оформления фамилий. Встречается она редко, и носители, скорее всего, сосредоточены на юге России.