Фамилия Осьминникова — женская форма фамилии Осьминников, и её происхождение напрямую связано с мужским прозвищем Осьминник. В основе лежит слово «осьминник» — так в русских говорах называли либо того, кто имел отношение к цифре восемь (от «осьмой»), либо человека, занимавшегося осьминой — мерой сыпучих тел, равной примерно 105 литрам. Второй вариант более конкретен и прозрачен: осьминником могли прозвать торговца зерном, мельника или сборщика подати, отмерявшего зерно осьминами. В некоторых регионах так называли крестьянина, владевшего восьмой частью надела, но это менее вероятно, так как такие доли редко становились устойчивым прозвищем.

Суффикс -ов в мужской форме Осьминников указывает на типичную русскую модель образования фамилий от прозвищ или профессий: «чей?» — «сын Осьминника». Фамилия не относится к числу распространённых, её географическая привязка — преимущественно северные и центральные области России, где слово «осьмина» бытовало в хозяйственном обиходе. Встречаются варианты написания с одной «н» (Осьмиников), но форма с двойной «н» (Осьминников) считается исходной, так как образована от основы «осьминник» с суффиксом принадлежности.

Спорных версий две, и обе слабые. Первая — связь с моллюском осьминогом: это позднее заимствование, не имевшее хождения в народной среде до XVIII–XIX веков, когда фамилии уже сложились. Вторая — происхождение от имени Осьма (уменьшительное от Осип), но тогда фамилия звучала бы как Осьмин или Осьминов, без суффикса -ник, который чётко указывает на род занятий или характерный признак. Поэтому профессиональная версия — основная.

Фамилия Осьминникова, таким образом, хранит память о человеке, чья жизнь была связана с измерением и оборотом зерна, — мельнике, торговце или приказчике, отмерявшем хлеб осьминами. Сословно такие фамилии чаще всего крестьянские или мещанские, но без дополнительных архивных данных утверждать это для конкретной ветви нельзя.