Фамилия Ковыльников в своей основе имеет прозвище Ковыльник. Самая прямая версия связывает его со степной травой ковыль: так могли назвать человека, жившего в ковыльной местности, или того, кто эту траву собирал. Однако у этого прозвища есть как минимум два других объяснения, и каждое ведёт к разному портрету предка.

Первая альтернатива — украинское, белорусское и южнорусское диалектное слово «коваль», то есть кузнец. В говорах, где «а» переходит в «о» под ударением, Ковальник легко превращался в Ковыльника. Вторая версия — от глагола «ковылять»: хромать, припадать на ногу, ходить вперевалку. Тогда прозвище Ковыльник получал человек с заметной хромотой или, в переносном смысле, медлительный.

Какая из трёх гипотез правдоподобнее? Суффикс -ник в прозвищах чаще указывает на занятие или характерный признак (ср. Мельник, Гребенник, Хромых), а не на место жительства. Поэтому версия с кузнецом (коваль) или с хромотой (ковылять) выглядит крепче, чем просто «живущий среди ковыля». Выбор между ними зависит от региональных говоров: на юге России и Украине «коваль» был обычным делом, и фамилии Коваль, Коваленко, Ковальчук — одни из самых частых. Ковыльников мог возникнуть как вариант того же корня, но с иным произношением.

Фамилия образована по стандартной русской модели: прозвище на -ник плюс притяжательный суффикс -ов. То есть Ковыльников буквально означает «сын Ковыльника». В документах XVII–XVIII веков такие фамилии получали в основном крестьяне и посадские люди — прозвище закреплялось за семьёй, а потом переходило в наследственную фамилию.

Стоит заметить, что в современных справочниках фамилия Ковыльников встречается реже, чем однокоренные Ковылёв, Ковылин или Ковыльнов. Это говорит о том, что она могла быть локальной, привязанной к конкретной местности — скорее всего, к южнорусским или украинским землям, где ковыль растёт в степи, а ковали работают в кузнях.