Фамилия Верхотуров происходит от названия уральского города Верхотурье. Этот город, основанный в 1598 году на левом берегу реки Туры, возник как острог на Бабиновской дороге — новом пути в Сибирь. Приставка «верх-» в названии указывает на то, что город находился выше по течению реки, чем Туринск, основанный почти одновременно с ним. До второй половины XVIII века Верхотурье играло роль важного транзитного пункта в торговле между Европейской Россией и Сибирью, а в конце XIX — начале XX века стало крупным религиозным центром: в Никольском мужском монастыре (основан в 1604 году) хранились мощи святого Симеона Праведного, куда стекались паломники со всей страны.

Прозвище Верхотур давали человеку, который был родом из этих мест или имел к ним прямое отношение. От этого прозвища по самой распространённой модели — с суффиксом -ов — и образована фамилия Верхотуров. Такие топонимические фамилии изначально указывали не только на семейную принадлежность, но и на связь с конкретным географическим объектом. Подобным образом возникали фамилии на -ов, -ин, -ский и другие форманты у разных сословий.

В документах встречаются носители фамилии из самых разных уголков страны. Например, в Книге памяти Читинской области упоминается крестьянин Верхотуров Абрам Яковлевич, родившийся в 1883 году в селе Верх-Ягье Нерчинского уезда Забайкальской области. Среди известных представителей — Михаил Васильевич Верхотуров (родился в 1930 году), заведующий кафедрой Красноярской государственной академии цветных металлов и золота, доктор технических наук, профессор, академик РАЕН.