Фамилия Золотуева образована от прозвища Золотуй. В основе лежит слово «золото», а суффикс -уй в русских прозвищах нередко указывал на деятеля: так же, как «плясун» или «бегун», Золотуй — это человек, связанный с золотом. Чаще всего так называли золотых дел мастера, ювелира или позолотчика по дереву. Модель образования — прозвище на -уй плюс притяжательный суффикс -ев (вопрос «чей?» — «Золотуев»), характерная для северных и центральных областей России.

Менее вероятные, но возможные версии: прозвище могли дать за золотистый цвет волос или за добрый, «золотой» характер. Обе гипотезы уступают ремесленной, так как прозвища по профессии в русской ономастике встречаются чаще, чем по внешности или чертам характера.

В словаре С. Веселовского зафиксировано родственное именование: Золотов Гуляй, дьяк Дворцового приказа, 1612 год. Это косвенно подтверждает, что прозвища от «золота» бытовали в среде служилых людей и ремесленников XVII века. Фамилия Золотуева — одна из многих, где корень «золот-» сочетается с редким суффиксом -уй, что отличает её от более распространённых Золотовых и Золотаревых.