Фамилия Аполонина — редкий случай, когда в русском ономастиконе сохранился почти античный след. Её основа — мужское крестильное имя Аполлоний, восходящее к имени древнегреческого бога Аполлона. В православных святцах это имя носили несколько раннехристианских мучеников, поэтому оно попало в русский именослов, хотя и не получило широкого распространения в народе.

Словообразовательная модель здесь классическая для русского севера и центра: суффикс -ин указывает на принадлежность. Аполонина — буквально «дочь или жена Аполлона». В быту имя Аполлон часто переделывали в Полон, Полюха, но фамилия сохранила более книжную форму через «и». Женское окончание -а грамматически нормально: это форма родительного падежа (чей? — Аполонина) или указание на женщину-носительницу. В документах XIX века фамилия могла писаться как Аполонинъ, а её носительница — Аполонина.

Особого внимания заслуживает редкий суффиксальный вариант. Если бы фамилия образовалась от уменьшительной формы Аполошка, мы бы получили Аполошкин. Но здесь основа — полное имя Аполон (без второго «л»), что нечасто. В говорах имя произносили как Аполон, отсюда и фамилия без удвоенной согласной. Такое написание — не ошибка, а живая народная фонетика, закрепившаяся в документах.

Социально фамилия не привязана к одному сословию. Её могли получить и крестьяне, и духовенство (в среде которого античные имена встречались чаще), и купцы. По данным переписей, основная масса носителей фамилии Аполонины (и Аполонина) фиксируется в центральных губерниях — Московской, Тверской, Владимирской. Встречается она и на Урале, куда переселенцы принесли её в XVIII–XIX веках.

Ударение в фамилии обычно падает на третий слог: Аполо́нина. Если фамилия образована от церковного варианта Аполло́ний, ударение могло смещаться. Корень «Аполон» отсылает к древнегреческому мифу, хотя предки носителей фамилии скорее всего были простыми людьми, носившими редкое для Руси имя в честь святого.