Фамилия Доропей хранит в себе историю звуковых изменений, которые претерпело имя Дорофей. В основе лежит каноническое греческое имя Дорофей (Δωρόθεος), означающее «дар Божий». Однако в живой русской речи имя не раз меняло свой облик: переход «оро» в «оро» типичен, а замена «ф» на «п» (Доропей вместо Дорофей) — результат народной этимологии, когда непривычный звук заменяли более понятным и удобным для произношения.

Сама фамилия Доропей образована без типичных русских суффиксов (-ов, -ин, -ский), что указывает на её украинское или белорусское происхождение. В этих языках фамилии часто оформлялись напрямую от имени или прозвища, без дополнительного окончания. Такой тип фамилий (так называемые «патронимы на -ей») встречается реже, чем стандартные русские модели, что делает Доропей заметной среди однокоренных.

Встречается фамилия преимущественно на западе и юго-западе исторической России — в белорусских и украинских землях, а также в прилегающих областях современной России. Носители фамилии могли быть потомками человека по имени Доропей (народная форма Дорофея), которого в документах записывали без отчества в привычном для нас виде. В отличие от фамилий вроде Дорофеев, которые прямо указывают на отчество, Доропей — это скорее прозвище или усечённая форма, закрепившаяся за родом.

Ономасты (в частности, Б. Унбегаун в своих работах по русским фамилиям) отмечают, что фамилии без суффиксов часто возникали в среде казачества и крестьянства, где запись имени могла быть упрощённой. Таким образом, предки Доропеев — скорее всего, люди из простонародья, чьё имя в бытовом общении звучало именно как Доропей, а не Дорофей.