Фамилия Золоторева (и её более распространённый мужской вариант Золотарев) ведёт начало от прозвища Золотарь. В старину так называли не того, кто добывал или обрабатывал золото, а мастера, покрывавшего позолотой купола церквей, оклады икон, мебель или посуду. Это была уважаемая и заметная профессия: золотари работали и при княжеских дворах, и в крупных монастырях.

Словообразовательная модель проста: к основе «золотарь» добавили патронимический суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягкого согласного «р»). Таким образом, Золотарев — это «сын Золотаря». Женская форма Золоторева образована по тому же принципу, что и большинство русских фамилий на -ова/-ева: она указывает на принадлежность к роду, но в бытовом общении XIX века часто закреплялась за вдовой или дочерью главы семьи.

Один из ранних документальных следов этого прозвища обнаруживается в «Ономастиконе» С. Б. Веселовского: там упомянут Золотарев Гуляй, дьяк Дворцового приказа, 1612 год. Имя Гуляй в те времена было не прозвищем, а неканоническим личным именем-оберегом, поэтому перед нами не случайный ремесленник, а служилый человек при государевом дворе. Эта запись показывает, что уже в начале XVII века прозвище Золотарь перестало быть просто указанием на профессию и превратилось в наследственное родовое имя.

В разных говорах у фамилии могли возникнуть варианты написания: Золоторёв (с ударением на последний слог), а также Золотарев — самый частый в современных справочниках. Форма Золоторева встречается реже, но сохраняет ту же этимологию.

Поскольку фамилия образована от названия ремесла, её носители не обязательно принадлежали к одному сословию. Среди Золотаревых были и крестьяне, и купцы, и священники. Точное место возникновения конкретной ветви рода можно установить только по генеалогическим документам: метрическим книгам, ревизским сказкам или писцовым записям, где фамилия фиксировалась локально.