Фамилия Дубовой — это застывшая форма прилагательного «дубовой» в именительном падеже. Древнерусское окончание «-ой» прямо указывает на происхождение из той эпохи, когда полные прилагательные ещё не вытеснились современным окончанием «-ый». В основе фамилии лежит прозвище Дуб, которое давали по разным причинам.

Самая древняя причина — мифологическая. Дуб у славян считался священным деревом, символом власти, силы и мужского начала (в отличие от берёзы как женского символа). Прозвище Дуб могло выполнять роль оберега: родители называли так младенца, чтобы он вырос крепким, надёжным и стал опорой семьи. Отголоски этого культа сохранились в народных заговорах. Например, на Украине мать бессонного ребёнка обращалась к дубу: «Дубе, дубе! ты черный: у тебе, Дубе, белая береза, у тебе дубочки сыночки, а у березочки дочки. Тебе, Дуб и береза, шуметь та густи, а рожденному (имярек) спать та рости!»

Прозвище Дуб мог получить и взрослый человек. В смоленских говорах, например, так называли смелого, уверенного, основательного и честного мужчину. Но есть и версия, что прозвище было профессиональным. Дубом могли прозвать мастера по обработке древесины, в первую очередь дуба. Столяры и плотники на Руси всегда пользовались почётом: они строили хоромы и терема, делали резную утварь, гнули короба из луба, резали ложки из клёна. Археологи находят деревянные скульптуры Алтая V века и новгородскую утварь IX–XV веков, украшенную искусной резьбой, — эти вещи выходили из рук таких же мастеров, как и возможный родоначальник Дубовых.

Прозвища с основой «дуб» относятся к одним из самых древних. В исторических документах встречаем: крестьянин Илейко Дуб (1495 год), смольянинский крестьянин Борис Дубко (1593), полковник запорожского войска Иван Дубяга (1668). Среди известных носителей фамилии — Иван Наумович Дубовой (1896–1938), организатор красногвардейских отрядов в Донбассе, начальник штаба киевского направления Украинского фронта, командир 1-й Украинской армии.