Фамилия Воробей относится к древнему пласту русских фамилий, образованных от нецерковных, «мирских» имён. В её основе — прозвище или личное имя Воробей, которое родители могли дать ребёнку в дохристианскую и раннехристианскую эпоху. Такие имена, по распространённой версии, выполняли роль оберега: называя сына Воробьём, родители желали ему вырасти ловким, проворным и увертливым, как эта птица, или, напротив, «обманывали» злые силы, показывая, что ребёнок для них мал и незначителен.

С образом воробья в славянской культуре связано множество противоречивых поверий. С одной стороны, птица символизировала брак, плодородие и быстроту — качества, которые хотели видеть в мальчике. С другой — в христианской легенде воробей предстаёт отрицательным персонажем: считается, что он своим чириканьем выдал Христа преследователям, приносил гвозди для распятия и насмешливо призывал мучить распятого, чирикая «терпи, терпи!» или «жив-жив!». За это, по преданию, воробей был наказан — стал серым и маленьким, а на его лапках появились невидимые путы, из-за которых он не ходит, а скачет. Именно эта «охранная» логика и могла лежать в основе имени: чтобы отвести от ребёнка беду, его нарекали именем, связанным с пострадавшим, но выжившим существом.

Словообразовательная модель фамилии проста: она представляет собой чистое прозвище без суффикса, что характерно для украинской, белорусской и южнорусской традиции. В русском языке фамилии на -ов/-ев (Воробьёв) встречаются чаще, но форма Воробей (как и Соловей, Голубь) сохранилась в тех регионах, где прозвища не «русифицировались» добавлением патронимического суффикса. Поэтому географически фамилия Воробей особенно распространена на Украине, в Белоруссии и в южных областях России.

В ономастических трудах Б. Унбегауна и В. Никонова фамилия Воробей рассматривается в ряду «птичьих» фамилий, которые могли указывать на внешность, характер или род занятий предка. Однако в отличие от фамилий Соколов или Орлов, которые часто давали за силу или знатность, Воробей — прозвище из народной, крестьянской среды, нередко с ироничным или ласкательным оттенком. Версия о связи с ремеслом (например, ловлей птиц) возможна, но менее убедительна: специальных «воробьиных» промыслов не существовало.

Таким образом, фамилия Воробей — это прямое прозвище, закрепившееся в качестве родового имени. Её носители, скорее всего, происходят из крестьянской или казачьей среды, где такие «птичьи» имена были обычны. В современном русском языке фамилия склоняется: Воробей, Воробья, Воробью. Женская форма не склоняется, если принадлежит женщине.