Фамилия Горловая — редкий случай, когда женская форма закрепилась в качестве основной и передаётся по наследству. В русской традиции фамилии на -ая чаще всего принадлежали женщинам в бытовом обиходе (например, «жена Горлова»), но со временем, особенно в южнорусских и казачьих регионах, такая форма могла стать фамилией рода без изменений по полу. Поэтому Горловая — это не «женская версия» фамилии Горлов, а самостоятельная фамилия, образованная по той же модели, что и Толстая, Широкая, Кривая.

Основа фамилии — прозвище Горло. В древнерусском языке слово «горло» имело не только анатомическое значение. Горлом называли горлопана, крикуна, человека с громким голосом, а также того, кто много пьёт или ест, «дерёт горло». В некоторых говорах «горло» означало и горлышко сосуда, но в прозвищах чаще встречается переносное значение: шумный, неуёмный, требовательный человек. Не исключено, что прозвище могли дать и по внешней особенности — например, заметной шее или кадыку.

Модель образования проста: к основе «Горл-» добавили суффиксальный элемент «-ов-» и родовое окончание «-ая». Такие фамилии типичны для юга России, особенно для областей, где было сильное влияние украинской ономастики (Курская, Воронежская, Ростовская губернии). В северных регионах чаще встречается форма Горлов, а Горловая — маркер определённой региональной традиции.

Фамилия не принадлежала дворянству или духовенству — это крестьянская или казачья фамилия, возникшая из уличного прозвища. В документах встречается редко, что объяснимо: форма на -ая не всегда фиксировалась как наследственная, а могла быть временным бытовым именованием. Если ваши предки носили фамилию Горловая, скорее всего, они происходят из среды вольных или служилых людей южных окраин России — тех, кого в старину называли «горланами» за бойкий нрав и свободный говор.