Фамилия Муравейников — редкий случай, когда в основе лежит не насекомое, а конкретный предмет быта. Вопреки первому впечатлению, предок был не муравьём и не муравьедом, а, скорее всего, имел отношение к муравейнику как к объекту. В говорах «муравейник» называли не только жилище муравьёв, но и... деревянный ручной инструмент для натирания полов или растирания красок. Это был массивный брусок с ручкой, которым тёрли полы вощёной щёткой или втирали краску. Человека, который этим занимался — полотёра или маляра кустарного производства, — в деревне или в городе могли прозвать Муравейником: по орудию труда, которое он постоянно носил с собой.

Модель образования прозрачна: основа «муравейник» плюс патронимический суффикс -ов. Фамилия на -ов указывает на принадлежность: «сын Муравейника». То есть Муравейников — это потомок человека, за которым закрепилось прозвище по ремеслу или по характерной вещи. Второй, менее вероятный вариант — прозвище по месту жительства: человек, живший у большого муравейника или в лесу, где их много. Но для ономастики это слабее: прозвища от названий жилищ животных дают реже, чем от инструментов.

Интересно, что фамилия почти не встречается в центральных губерниях, где муравейник называли «муравьище» или «муравейня». Она привязана к северным и северо-восточным говорам (Вологодчина, Архангельская область, Пермский край), где слово «муравейник» в значении «полотёрный брусок» было в ходу. По сути, Муравейников — профессиональная фамилия, как Столяров или Кузнецов, только в более узкой и забытой специальности.

Среди однокоренных фамилий — Муравьёв (от насекомого), Муравейкин (уменьшительное от того же прозвища), Муравлёв (возможно, от «муравленый» — крашеный). Но Муравейников стоит особняком: суффикс -ник- в основе не уменьшительный, а предметный, и это сразу отличает её от «насекомых» собратьев.