Фамилия Острозорова — женская форма фамилии Острозоров. В основе лежит прозвище Острый Зор, которое давали человеку с острым, проницательным взглядом, зорким глазом. В русских говорах слово «зор» означало «зрение», «зоркость», «способность видеть далеко и чётко». Прозвище могло относиться к охотнику, дозорному, следопыту или просто к человеку, который подмечал то, что ускользало от других.

Модель образования фамилии — типичная для русского ономастикона: притяжательное прилагательное с суффиксом -ов, отвечающее на вопрос «чей?». Острозоров — буквально «сын (или потомок) Острозора». Суффикс -ов указывает на патронимическое происхождение, то есть фамилия пошла не от места или профессии, а от личного прозвища предка.

Фамилия редкая, встречается в основном в северных и центральных областях России. Встречаются варианты написания с одной «з» — Острозорова, что не меняет смысла. В некоторых говорах «зор» могло звучать как «зар», но в данной фамилии закрепилась именно форма с «о», что характерно для акающих диалектов.

Особенность фамилии — её образность. В отличие от многих «зрительных» фамилий (Зоркий, Глазков, Окулов), здесь слово «зор» почти вышло из живого употребления, сохранившись только в поэтической лексике и в этой фамилии. Острозоровы — не обязательно все потомки одного человека с таким прозвищем; фамилия могла возникнуть в разных местах независимо, потому что прозвище было прозрачным и легко давалось за характерную черту.

Сословная принадлежность носителей фамилии не закреплена: Острозоровы встречались и среди крестьян, и среди мещан, и в духовенстве. В дореволюционных списках фамилия фигурирует в Тверской, Ярославской и Вологодской губерниях. В современной России фамилия остаётся малочисленной, что делает её хорошим маркером для генеалогического поиска — вероятность, что все носители восходят к одному корню, выше, чем у массовых фамилий.