Фамилия Дорошев образована от просторечной формы Дороша канонического мужского имени Дорофей. В переводе с греческого Дорофей означает «дар божий». Со временем имя вышло из обихода, и прямая связь с ним утратилась. Из-за звукового сходства возникла ложная народная этимология, сближавшая фамилию со словами «дорожка» и «дорога», но на деле её корень — в древнем личном имени.

Модель образования типична для русских фамилий: к основе Дорош- прибавлен патронимический суффикс -ев. Он указывает на принадлежность: Дорошев — буквально «сын Дороши». Такую же модель мы видим в фамилиях Тимошев, Мишев, Сашев, где полные имена (Тимофей, Михаил, Александр) дали краткие обиходные формы.

Церковные покровители имени — священномученик Дорофей, епископ Тирский, и мученик Дорофей Мелитинский. Последний пострадал за веру в 298 году в Мелитине, будучи обезглавлен в числе тридцати трёх христиан. Эти сведения, однако, относятся к имени-основе, а не к конкретным носителям фамилии. Человек по имени Дороша мог быть и не особо набожным — имя давали при крещении, а в быту использовали его сокращённый вариант.

Фамилия Дорошев встречается в разных регионах, но заметна концентрация в южнорусских и украинских землях, где форма Дороша была особенно распространена. Встречается и вариант Дорошов — с ударением на последний слог, что характерно для украинской традиции оформления фамилий.