Фамилия Щербатьева — женская форма фамилии Щербатьев, которая принадлежит к древнему пласту русских фамилий, образованных от прозвищ, описывающих внешность. Основа здесь — прилагательное «щербатый», то есть имеющий щербину, зазубрину, выщербленный край. В применении к человеку это означало «с недостатком на лице»: шрам, рубец, след от оспы или отсутствие зуба. Прозвище Щербатый было широко распространено в допетровской Руси, и именно от него, а не от фамилий других народов, пошла фамилия.

Модель образования проста и типична для русского боярского и дворянского именования: основа «Щербат-» плюс суффикс притяжательного прилагательного «-ев». Суффикс указывает на принадлежность: «чей?» — «Щербатьев», то есть сын, потомок или человек из рода Щербатого. Мягкий знак в середине (Щербатьев, а не Щербатев) — результат исторического смягчения твёрдого «т» перед «ь» в окончании притяжательной формы, что характерно для фамилий на -атый/-ятый.

В истории России фамилия Щербатовы (а Щербатьев — её вариант, с той же основой) хорошо известна: это старинный княжеский род, ведущий начало от Рюриковичей. Однако разница в написании (через «т» или через «ть») могла указывать на разную ветвь или на более позднее, «опрощенное» бытование фамилии в среде однодворцев и крестьян. В XIX веке фамилии с суффиксом -ев/-ов у дворян часто закреплялись в полной форме (Щербатов), а у простонародья — в более мягкой (Щербатьев), где слышался говор. Поэтому носительница фамилии Щербатьева с высокой вероятностью происходит не из княжеской линии, а из крестьянского или мещанского сословия, где прозвище Щербатый передавалось по наследству как фамилия.

Географически фамилия тяготеет к центральным и южным губерниям России: Тульской, Рязанской, Орловской, Воронежской. Там слово «щербатый» в значении «рябой» или «беззубый» было в ходу до XX века. Сравните с однокоренными фамилиями: Щербаков (от «щербак» — человек с щербиной), Щербинин (от «щербина»), Щербатых. Все они — «родственники» по корню, но Щербатьева выделяется именно суффиксом, который реже встречается в современных фамилиях и чаще указывает на старую, дореформенную орфографию.