Фамилия Доматьева — женская форма, мужская — Доматьев. Её основа — нецерковное имя или прозвище Домат, которое в свою очередь связано со словом «дом». В старину человека, привязанного к хозяйству, домоседа или хорошего хозяина могли назвать Доматом. Такие прозвища от «дом» давали нередко: Доман, Домаш, Домнин — все они указывали на бытовую черту или род занятий, а не на официальное крестильное имя.

Суффикс -ев, а не -ов, указывает на то, что основа имени оканчивалась на мягкий согласный или «й». В говорах форма Домат могла произноситься как Домать — отсюда и написание фамилии через мягкий знак. Встречается также вариант Доматов, но он образован от более твёрдого прозвища.

По модели образования фамилия типична для северных и центральных регионов России, где суффикс -ев широко распространён. Однако географически Доматьевы не образуют плотного гнезда — фамилия редкая, рассеянная. Это говорит о том, что родоначальник мог быть крестьянином или посадским человеком, получившим прозвище в своей локальной общине, но не давшим начала многочисленному роду.

В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» подобные образования от «дом» разбираются как типичные для бытовых прозвищ. Никакой связи с иноязычными корнями или дворянскими титулами у Доматьевых нет — это простая, но характерная для русского ономастикона фамилия, сохранившая в себе память о хозяине своего дома.