Фамилия Двинянинова образована от прозвища Двинянин, которое указывало на человека, жившего на берегах одной из двух великих рек — Северной или Западной Двины. Скорее всего, основатель рода был уроженцем земель, через которые протекала одна из этих рек. Само название Двина восходит к балтийским корням: большинство исследователей склоняются к гипотезе, что оно связано с литовским daũg («много») и vėna («пролив»), либо с финно-угорскими väinäjoki («река-пролив»). Так что за прозвищем стоит не просто река, а целый узел древних языковых контактов.

Существует и альтернативная, но маловероятная версия — связь с названием древнего армянского города Двин. В IV–XIII веках это был крупный ремесленно-торговый центр, столица Армении и резиденция персидских правителей. В 640 году он стал центром арабского эмирата Арминия, а в 1236-м был разрушен монголами. Если бы фамилия пошла от этого города, родоначальник мог быть ремесленником или торговцем, прибывшим оттуда. Однако на фоне массовой традиции называть людей по рекам (Волжанин, Москвин) версия с Двиной выглядит куда правдоподобнее.

В документах фамилия встречается с XIX века. В Книгу памяти Кировской области внесены Двинянинов Александр Данилович (1919 г.р., деревня Нижнее Гаженово) и Александр Сергеевич (1892 г.р., деревня Присани). В Книге памяти Алтайского края записан Двинянинов Алексей Иванович (1896 г.р.) — завхоз туберкулезного детдома в Бийске. Эти записи показывают, что фамилия была распространена в северных и вятских землях, что хорошо согласуется с её «речной» этимологией: Северная Двина и её притоки — родные места для многих носителей.