Фамилия Доротова — женская форма от Доротов, а та, в свою очередь, образована от мужского имени или прозвища Дорот. В русской ономастике это довольно редкий случай, когда основа неочевидна и требует разбора с нескольких сторон.

Самое прямое объяснение — происхождение от имени Дорофей через его разговорные формы. В народной речи полное имя Дорофей сокращали до Дорох, Дороша, а иногда и до Дорот. Суффикс -ов указывает на принадлежность: «сын Дорота». То есть предок носительницы фамилии был человеком по имени Дорот — вариант того же Дорофея. Имя Дорофей греческого происхождения (буквально «дар Бога»), так что фамилия в этом случае восходит к церковному календарю.

Однако есть и вторая, не менее правдоподобная версия, связанная с прозвищем. В русских говорах слово «дород» или «дорода» означало дородность, полноту, статность. Прозвище Дород могли дать крупному, здоровому человеку. Со временем конечный согласный мог упроститься: Дород превратился в Дорот. Фамилии на -ов от прозвищ, описывающих внешность, — обычное дело, и эта версия объясняет, почему основа без суффикса -ей выглядит не как полное имя, а как бытовая характеристика.

Словообразовательная модель здесь стандартнейшая: основа + суффикс -ов (притяжательное значение) + окончание -а (женский род). Никакой редкой морфологии, вся сложность именно в корне. Спор между «именной» и «прозвищной» версиями не решается однозначно — обе возможны. Но если смотреть на географию, фамилия Доротов встречается в центральных и северных областях России, где имя Дорофей было популярно, а слово «дородный» — в ходу. Поэтому, скорее всего, в разных семьях фамилия возникла независимо по обеим причинам.

В отличие от массовых фамилий типа Иванов или Кузнецов, Доротова не имеет широкого распространения. Это редкая фамилия, что делает её более ценной для генеалогии: носители, скорее всего, происходят из одной или нескольких локальных ветвей, и поиск предков здесь может быть точнее. Ударение в фамилии обычно падает на второй слог: Доро́това.