Фамилия Коленников образована по одной из самых распространённых в русской ономастике моделей: основа + суффикс -ник + фамильный суффикс -ов. Это указывает на то, что предок носителя фамилии, скорее всего, был человеком, связанным с неким предметом или действием, обозначенным корнем «колен».

Корень «колен» многозначен. Самое прямое значение — часть ноги. Однако в прозвищах и мирских именах на Руси слово «колено» использовалось шире. Прозвище Колено могли дать человеку с необычной походкой, кривыми ногами, или тому, кто любил стоять на коленях (например, во время длительных молитв). Суффикс -ник в таких фамилиях часто превращал прозвище в обозначение профессии или постоянного занятия: «Коленник» — тот, кто делает колена (изгибы) для труб, перил или, что менее вероятно, мастер по изготовлению наколенников для доспехов. Вторая версия — прозвище Коленник могло закрепиться за человеком, который вёл родословную, «считал колена», то есть знал свою родню до седьмого колена. Такие люди в крестьянской среде ценились как хранители семейной памяти.

Интересная деталь: фамилия Коленников встречается в основном в центральных и южных регионах России, особенно в бывших Тульской, Рязанской и Орловской губерниях. Это наводит на мысль, что прозвище могло быть связано с местным диалектным словом. В некоторых говорах «коленник» называли человека упрямого, «коленчатого» — несговорчивого, с характером.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Коленов, Коленкин, Коленцев) показывает, что Коленников — более поздняя по форме, «профессионально-прозвищная» модель. В отличие от простого Коленов (сын Колена), форма на -ников подчёркивает не столько родство, сколько свойство или занятие самого человека.