Фамилия Богомольников образована от прозвища или мирского имени Богомольник. Самый прямой и очевидный смысл отсылает к слову «богомолец» — так называли человека, который усердно молится, часто посещает церковные службы или отправляется в паломничество. В этом случае прозвище давали глубоко верующему, набожному человеку, для которого религиозная практика была главным делом жизни.

Есть и другая версия, более редкая и неожиданная. Она связывает основу фамилии с насекомым — богомолом. В древнерусской традиции существовали «защитные» имена, которые давали ребёнку, чтобы природа приняла его как своего. Считалось, что через такое имя к человеку переходят качества животного: богомол в народном сознании символизировал трудолюбие, а в христианской символике — целомудрие, аскетизм и миролюбие. В этом случае Богомольник — не прозвище, а языческое по происхождению имя, которое ничего не говорило о религиозности носителя, а должно было привлечь к нему удачу и нужные черты характера.

Первая версия (от «богомолец») кажется более правдоподобной, хотя бы потому, что суффикс -ник в прозвищах часто указывает на деятеля: богомольник — тот, кто занимается богомольем. Такая модель словообразования типична для русских фамилий.

Фамилия построена по стандартной патронимической модели: к основе Богомольник прибавился суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Богомольника). Со временем фамилия закрепилась и перестала зависеть от того, был ли сам человек богомольным или нет. Сейчас это редкая фамилия, которая может рассказать о религиозных или, наоборот, дохристианских корнях предков — в зависимости от того, какой из двух версий придерживаться.