Фамилия Нолина — женская форма от Нолин, а значит, её носительница — женщина, чей предок по мужской линии носил фамилию Нолин. Сама же фамилия Нолин образована по одной из самых простых и распространённых в русском языке моделей: от личного имени или прозвища с помощью суффикса -ин, указывающего на принадлежность («чей?» — сын Ноли). В основе лежит имя или прозвище Ноля.

Что скрывается за этим прозвищем? Тут возможны два основных пути. Первый, самый очевидный: уменьшительно-ласкательная форма от крестильного имени, например, от Даниил (через формы Даня, Дануля, Нуля, Ноля) или от Арнольд (редкое, но встречавшееся в дворянской среде имя). Второй путь — прозвище по характеру или внешности. В русских говорах слово «нолик» (а «ноля» — его вариант) могло означать не только цифру ноль, но и человека незначительного, незаметного, «пустого места». Однако прозвища часто давались с обратным смыслом, в насмешку, поэтому предок-Ноля мог быть, наоборот, видным и важным человеком, которого так дразнили «для смеха».

Географически фамилия Нолин (и Нолина) тяготеет к центральным и северным регионам России. Есть и ещё одна, почти забытая, но очень интересная версия, связывающая фамилию с топонимом. В Кировской области протекает река Ноля, а на ней стоит город Нолинск. Жителей этого города или выходцев из тех мест могли прозвать нолинцами, а затем и просто Нолиными — по месту жительства. Эта версия менее вероятна для массового распространения фамилии, но вполне возможна для отдельных семейных корней.

В итоге, перед нами типичная «патронимическая» фамилия, которая могла возникнуть и в крестьянской, и в мещанской среде. Разобраться, какая из версий верна для конкретной семьи, можно только по архивным записям: метрическим книгам, ревизским сказкам, где имя Ноля или Нолик может всплыть в прямом значении — как самостоятельное прозвище или как сокращение от полного имени.