Фамилия Дорофешин образована от имени Дорофея (греч. «дар бога»), но её особенность — не в основе, а в суффиксе. Подавляющее большинство русских фамилий на -ин произошло от имён и прозвищ, оканчивающихся на -а, -я: Дорофея → Дорофеин. В фамилии Дорофешин мы видим суффикс -ин, присоединённый к форме Дорофеша — уменьшительно-ласкательному варианту того же имени. Такой способ словообразования встречается реже: он указывает, что предка в быту звали не Дорофей и не Дорофея, а именно Дорофеша.

В русской ономастике фамилии с суффиксом -ин от форм на -ша (Тимоша, Иваша, Дорофеша) — признак народной, нецерковной традиции именования. Человек по имени Дорофей в документах мог фигурировать как Дорофешка — и от этого прозвища, через притяжательное прилагательное, родилась фамилия. То есть Дорофешин буквально значило «чей? — Дорофешин сын», то есть «сын Дорофеши».

Географически фамилия нешироко распространена, встречается в центральных и южных областях России, а также в Поволжье. В некоторых говорах форма Дорофеша могла закрепиться как самостоятельное имя, что объясняет, почему фамилия не стала массовой, но сохранила свою словообразовательную редкость. Если сравнить с однокоренными Дорофеев и Дорофеенко, то Дорофешин стоит особняком: он не от полного имени, а от обиходного, домашнего варианта, что говорит о простонародном происхождении носителей — скорее всего, крестьянском или посадском, а не дворянском.