Фамилия Болвинова — женская форма фамилии Болвинов, и её происхождение напрямую связано с мужским прозвищем или именем Болван. Вопреки современному негативному значению слова «болван» (глупый, неотёсанный человек), в древнерусском языке у этого слова был совсем другой смысл. Основное значение — «идол, статуя, чурбан, деревянная или каменная глыба». Прозвище Болван могли дать человеку крепкого, массивного телосложения, с крупными чертами лица или медлительного, основательного — без тени насмешки, а скорее как констатацию внешности или характера.

Словообразовательная модель типична для русских фамилий: основа Болван- плюс патронимический суффикс -ов (чей? — сын Болвана), затем окончание -а для женской формы. Фамилия Болвинов (и Болвинова) встречается в северных и центральных регионах России, особенно в старых писцовых книгах Новгородской и Вологодской земель. Там слово «болван» долго сохраняло нейтральное или даже положительное значение — например, «болван» мог означать «опора, столб, основание», а в ремесле — заготовку для шляп или деревянную форму.

Встречается и более редкая версия: фамилия могла произойти от названия реки или урочища Болвановка (такие топонимы есть в Калужской и Брянской областях). Тогда предок мог получить фамилию по месту жительства — «с Болвановки». Однако основная, наиболее подтверждённая версия — прозвищная, от древнерусского «болван» в значении «идол» или «крепкий человек».

Социальный состав носителей фамилии был разнородным: в переписях XVII–XVIII веков Болвиновы встречаются и среди крестьян, и среди посадских людей, и даже среди священников. Поскольку фамилия образована от прозвища, а не от крестильного имени, она не указывает на принадлежность к какому-то одному сословию — её могли носить все, кого прозвали Болваном в старом, ныне забытом значении.