Фамилия Гвоздорева — вариант женской формы, мужская — Гвоздорев. В основе фамилии лежит прозвище или нецерковное имя Гвоздарь, Гвоздора. Слово «гвоздарь» в русских говорах означало мастера, который делал гвозди. В старину это было отдельное ремесло: кузнецы, специализировавшиеся на гвоздях, ценились, потому что гвозди требовались повсеместно — от строительства домов до подков и обозного дела. Прозвище Гвоздарь мог получить человек, занимавшийся этим промыслом, либо тот, кого в насмешку сравнивали с гвоздём — за неуступчивость, крепость или колкость.

Модель образования фамилии не совсем стандартная. Обычно от прозвища на -арь (как Бондарь, Пономарь) образовывали фамилии с суффиксом -ев: Бондарев, Пономарев. Здесь мы видим основу Гвоздор- (с гласной «о» в суффиксе). Это может быть диалектное или искажённое произношение слова «гвоздарь» — в некоторых говорах безударное «а» переходило в «о» (аканье наоборот, оканье), и «гвоздарь» звучало как «гвоздорь». Либо основа напрямую от слова «гвоздора» — так в рязанских и тульских говорах называли гвоздь или что-то гвоздеобразное. Тогда прозвище Гвоздора могло относиться к человеку с острой внешностью или характером.

Фамилия редкая. Встречается преимущественно в центральных и южных областях России, особенно в Воронежской и Ростовской областях, что косвенно подтверждает её связь с южнорусскими говорами. В официальных документах XVII–XVIII веков фиксировались крестьяне и ремесленники с прозвищем Гвоздарь, но фамилия Гвоздорев в переписных книгах попадается позже, что указывает на её позднее оформление — скорее всего, в конце XVIII — начале XIX века, когда фамилии массово закреплялись за бывшими государственными и помещичьими крестьянами.

С точки зрения словообразования, фамилия укладывается в патронимическую модель на -ев, но с необычной огласовкой суффикса. Это делает её похожей на такие фамилии, как Гвоздев (от прозвища Гвоздь) или Гвоздиков (от уменьшительного «гвоздик»), но Гвоздорев стоит особняком — она прямо указывает на ремесленника-гвоздаря, а не на предмет. Если сравнивать с однокоренными, то Гвоздорев — самая «профессиональная» из них.