Фамилия Хосроева образована от мужского личного имени Хосров, которое восходит к древнеперсидскому (авестийскому) «Хусрава» — «с доброй славой», «знаменитый». В истории и мифологии это имя носили легендарные цари Ирана из династии Сасанидов (например, Хосров I Ануширван, правивший в VI веке). В Закавказье и на Ближнем Востоке имя Хосров (в вариантах Хосро, Кейхосров, Кей-Хосров) было широко распространено среди мусульманских народов, особенно у азербайджанцев, персов, курдов и татов. В русскую языковую среду фамилия попала, скорее всего, через выходцев из этих регионов.

По модели образования фамилия Хосроева — типичная русская патронимическая форма на -ев, означающая «дочь (или потомок) Хосрова». Суффикс -ев присоединяется к основам, оканчивающимся на согласный или -о (как в данном случае). Фамилия Хосроев (мужской вариант) фиксируется в документах с XIX века, в основном среди христианизированных или обрусевших армян, азербайджанцев, а также у горских евреев, у которых имя Хосро встречается в форме Хосроев или Хосроев-Мирзоев. Встречаются и варианты написания с одной «с» (Хосроева), что связано с упрощением при адаптации в русском языке.

С точки зрения ономастики, фамилия Хосроева не имеет отношения к славянским корням и не является производной от русского слова «хорс» (языческое божество) — это народная этимология. Единственная верная основа — древнее царское имя. Носители фамилии в России чаще всего сосредоточены в Дагестане, Ставропольском крае и Москве, что подтверждает её северокавказское или закавказское происхождение. Среди известных носителей — Хосроева Мариям, российская дзюдоистка, выступающая за сборную России, что делает фамилию узнаваемой в спортивной среде.