Прозвище Горькой — а именно так звучала исходная форма фамилии — восходит к слову «горький». В древнерусском языке у этого слова был широкий спектр значений: от «острый на вкус, едкий» до «трудный, плохой, горестный». Народная мудрость закрепила эту многозначность в пословицах: «Горько есть, да жаль покинуть», «Не отведав горького, не узнаешь и сладкого», «Горьким лечат, а сладким калечат». Горьким называли и тяжёлую работу («Горька работа, да хлеб сладок»), и неудачника («Горький в миру не годится на пиру»).

Скорее всего, Горьковым (а позже и Горьковой) в народе называли горемыку, несчастного человека — того, кому постоянно выпадала «горькая доля». Это типичная модель русских фамилий, образованных от прозвищ по внутреннему качеству или жизненной ситуации. Суффикс -ов/-ев указывает на принадлежность: «сын Горького» или «из рода Горького».

Интересно, что фамилия не связана напрямую с писателем Максимом Горьким — его псевдоним был сознательно выбран по той же семантике «горькой правды» и «горькой жизни», но к родовым прозвищам отношения не имеет. Встречается фамилия преимущественно в центральных и северных регионах России, где прилагательное «горькой» в значении «несчастный» бытовало особенно широко.