Фамилия Доморослова — вариант женского рода от мужской Доморослов. Её основа — прозвище Доморосл, которое образовано по редкой, но прозрачной модели: сложение слов «дом» и «росл» (от глагола «расти»). Буквально — «тот, кто вырос в доме», «доморощенный». В старом русском языке «доморослый» означало не просто «выращенный дома», а часто «свой», «родной», «не пришлый». Прозвище могли дать человеку, который родился и вырос в той же усадьбе или деревне, где жил, в отличие от пришлого работника или переселенца.

Словообразовательная модель «домо-» + корень — типична для древнерусских некалендарных имён и прозвищ, ср. Доможир, Домовлад, Домосед. Суффикс -ов в фамилии указывает на принадлежность: «чей?» — Доморослов, то есть сын или потомок Доморосла. Такие фамилии закрепились в основном в северных и центральных губерниях России, где были сильны традиции прозвищ по внутренним качествам и бытовым характеристикам.

Встречаются также однокоренные фамилии Доморослый, Доморослов. Все они восходят к одному смысловому гнезду. В словарях русских фамилий (в частности, у В. А. Никонова) эта фамилия не фигурирует как широко распространённая, что говорит о её локальном бытовании — вероятно, в среде крестьян или посадских людей, где прозвище «доморосл» было понятным и уместным.

Официально фамилия фиксируется в метрических книгах XIX века по Вологодской и Костромской губерниям. В советское время носители фамилии встречаются в Пермской области и на Урале. Написание с одной «с» — Доморослова — закрепилось как стандартное, хотя в дореволюционных источниках изредка встречается вариант Доморосслова, что может быть результатом народной этимологии (сближение со словом «российский»).