Фамилия Ольшанова — это женская форма фамилии Ольшанов, а та, в свою очередь, образована от прозвища или мирского имени Ольшан. Основа здесь — слово «ольха», а точнее, его диалектная или древнерусская форма «ольша». Человек по прозвищу Ольшан мог жить в ольховой роще, заниматься заготовкой ольхи или просто иметь какое-то отношение к этому дереву. В русских говорах «ольша» — то же, что и «ольха», так что связь прямая и прозрачная.

Суффикс -ан- в основе указывает на принадлежность к чему-либо: Ольшан — это буквально «ольховый», «относящийся к ольхе». Такая модель словообразования (корень + -ан) характерна для древнерусских прозвищ, часто дававшихся по месту жительства или характерному признаку. Фамилии на -ов/-ев, как Ольшанов, в большинстве своём — это притяжательные прилагательные, отвечавшие на вопрос «чей?»: сын Ольшана.

Географически фамилия тяготеет к южнорусским и украинским землям, где слово «ольша» было широко распространено. Встречаются и топонимы-тёзки: несколько сёл и деревень с названием Ольшана есть в Черниговской, Сумской и других областях Украины, а также в Курской и Воронежской областях России. Носитель фамилии Ольшанов мог получить её не только от прозвища, но и по названию родного села — в таком случае это типичная «топонимическая» фамилия, указывающая на выходца из конкретного места.

В отличие от более частых Ольховых и Ольхиных, фамилия Ольшанов встречается заметно реже. Она сохранила более архаичную, диалектную форму основы, что делает её интересным примером регионального словоупотребления, застывшего в фамилии.