Фамилия Дорофтеева образована от мужского имени Дорофтей. В основе лежит греческое имя Дорофей (Dorotheos), которое переводится как «дар Бога» — от слов «doron» (дар) и «theos» (Бог). В русском языке имя закрепилось в форме Дорофей, а в народной, разговорной традиции превратилось в Дорофтей — с характерным для ряда диалектов вставным «т» между гласными (сравните: «радиво» вместо «радио» или «какава» вместо «какао»). От этой обиходной формы и пошла фамилия.

Суффикс -ев указывает на модель образования «сын такого-то»: Дорофтеев — буквально «сын Дорофтея». Окончание -а в женском роде (Дорофтеева) — грамматический признак, не меняющий смысла. Интересно, что более распространённая фамилия от того же имени — Дорофеев — образована от полной, книжной формы Дорофей. Дорофтеева же встречается реже и выдаёт разговорное, диалектное происхождение. В документах XVII–XVIII веков, когда фамилии только закреплялись, такие варианты с народным «т» фиксировали именно так, как слышали на месте — без оглядки на церковное написание.

Географически фамилия Дорофтеева чаще всего встречается в северных и центральных областях России, где имя Дорофей было популярно среди крестьян и посадских людей. В переписных книгах и ревизских сказках можно найти Дорофтеевых среди государственных крестьян и однодворцев — сословий, где грамотность была низкой, а имена записывали «на слух». Поэтому фамилия сохранила живой звук речи, а не книжный канон.

С точки зрения ономастики, Дорофтеева — пример того, как церковное имя, пройдя через бытовой язык, дало неожиданную фамильную форму. Если бы предок звался официально Дорофеем, мы бы сейчас имели Дорофеева. Но в его окружении говорили «Дорофтей», и это стало родовым прозвищем, а затем и фамилией. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» такая модель упоминается как характерная для отчеств, образованных от просторечных вариантов крестильных имён.