Фамилия Сухораб — редкий случай, когда прозвище почти без изменений перешло в фамилию, минуя типичные суффиксы -ов, -ин или -ский. Её основа — украинское или южнорусское слово «сухораб»: так в диалектах называли очень худого, иссохшего человека, буквально «сухой, как раб» (в значении «исхудавший до состояния раба, измождённый непосильным трудом»). Встречается и более прозаичное толкование: «сухорабый» — человек с сухой, жилистой фигурой, без намёка на полноту.

Модель образования здесь бессуффиксальная, что характерно для украинских и белорусских фамилий-прозвищ, которые закрепились в документах без переоформления. В русской традиции такую фамилию могли бы записать как Сухорабов, но носители сохранили исходную форму. Географически фамилия тяготеет к западу и югу России: встречается в Белгородской, Воронежской, Ростовской областях, а также на востоке Украины — в Сумской и Харьковской губерниях. Это указывает на зону расселения, где украинские говоры смешивались с русскими, и прозвище бытовало в крестьянской среде.

Редкость фамилии объясняется не только её диалектным характером, но и неблагозвучностью основы: «раб» в составе слова могло восприниматься как унизительное, поэтому при переписях прозвище могли заменять на более нейтральные варианты вроде Сухоручкин или Сухоребров. Однако в тех семьях, где Сухораб закрепился, прозвище, скорее всего, давали не в насмешку, а как констатацию внешности — худощавость в крестьянском быту часто была следствием недоедания и тяжёлой работы, а не личным недостатком.

Сравнение с однокоренными фамилиями показывает, что Сухораб стоит особняком. Сухоруков и Сухоручкин образованы от «сухая рука» (либо физический недостаток, либо особенность работы), Сухоребров — от «сухие рёбра» (внешняя худоба), а Сухораб — единственная, где в основе лежит социальный статус, приравненный к телесному состоянию. Это делает её ценной для историков языка: фамилия сохранила архаичное употребление слова «раб» не как юридический термин, а как образ крайней степени изнурения.