Фамилия Наволочкин образована от прозвища или мирского имени Наволочка. В русских говорах у слова «наволока» было несколько значений, и все они могли стать основой для прозвища. Самое распространённое — «наволочка» как чехол для подушки, то есть предмет домашнего обихода. В этом случае прозвище могли дать человеку, который шил или торговал наволочками, либо тому, кто отличался опрятностью, любил чистоту в постели. Вторая версия отсылает к глаголу «наволочить» — натащить, нанести, наволочь. В северных и сибирских говорах «наволока» означала наносную землю, пойменный луг или мыс, образованный речными наносами. Тогда Наволочкой могли прозвать человека, жившего на таком мысу или владевшего приречным покосом. Третье значение — рыболовное: наволокой называли часть невода или особую снасть, что указывает на занятие предка-рыбака.

Суффикс -кин указывает на принадлежность: Наволочкин — сын или потомок Наволочки. Такая модель типична для русских фамилий, образованных от прозвищ или имён на -а, -я. Фамилия довольно редкая, встречается преимущественно в центральных и северных областях России, особенно в Вологодской, Архангельской и Кировской областях — регионах, где были развиты рыболовство и речное хозяйство, а в говорах активно использовалось слово «наволока» в значении «мыс» или «пойма».

Важно не путать фамилию Наволочкин с более распространённой Наволоцкий. Последняя образована от топонима Наволок (таких сёл и деревень в России множество) и имеет суффикс -цк-, типичный для дворянских и географических фамилий. Наволочкин же — фамилия «простого» происхождения, от бытового прозвища, и её носители в большинстве своём были крестьянами или посадскими людьми. Более точных сведений о дате первого упоминания или известных носителях в открытых источниках нет — фамилия не попала в крупные биографические справочники.