Фамилия Мельничников происходит от прозвища Мельничник — так в старину называли человека, который работал на мельнице или владел ею. Это типичное «профессиональное» именование: оно прямо указывало на род занятий основателя фамилии. Потомки того самого Мельничника со временем закрепили за собой фамилию в форме притяжательного прилагательного, отвечающего на вопрос «чей?» — Мельничников, то есть сын, внук или более дальний потомок Мельничника.

Слово «мельник» в русских говорах имело и более узкие значения. Мельничником могли назвать не только владельца или работника мельницы, но и мастера, который строил мельницы, чинил жернова или налаживал водяное колесо. Это ремесло требовало особых навыков, и хороший мельничник ценился в деревне не меньше самого мельника. Поэтому прозвище могло закрепиться и за тем, кто к помолу зерна прямого отношения не имел, но постоянно крутился возле мельничного дела.

Обратим внимание на суффикс. Форма Мельничников — одна из многих отчественных фамилий на -ов, которые в XV–XVII веках вытесняли более ранние прозвищные именования. Интересно, что в основе лежит не краткая форма Мельник, а развернутая — Мельничник. Такая модель встречается реже: чаще образовывали фамилии прямо от нарицательного существительного (Мельников, Мельников). Вариант с дополнительным суффиксом -ич- указывает на то, что прозвище Мельничник бытовало самостоятельно и было достаточно устойчивым, чтобы закрепиться в имени предка.

В документах фамилия встречается преимущественно в регионах с развитым мукомольным промыслом — в центральной России, на Урале и в Сибири, куда переселенцы приносили свои прозвища вместе с ремеслом. Впрочем, географическая привязка не строгая: мельницы были повсюду, а потому и Мельничниковы разбросаны по всей стране. Точных сведений о знаменитых носителях фамилии в открытых источниках немного, что неудивительно: это фамилия трудового сословия, а не аристократии. Её носители — потомки людей, чья жизнь была связана с хлебом, зерном и тяжёлой работой у воды или ветра.