Фамилия Полынникова — женская форма фамилии Полынников, и чтобы понять её происхождение, нужно разобрать мужской вариант. В основе лежит слово «полынь», но не в прямом ботаническом смысле, а через прозвище или профессиональное именование. Скорее всего, прозвище Полынник дали человеку, который имел дело с полынью: либо собирал её как лекарственное растение, либо жил в местности, где она буйно росла, либо отличался горьким, «полынным» нравом. В русских говорах «полынь» ассоциировалась с горечью и тоской, поэтому прозвище могло закрепиться за угрюмым или неуживчивым человеком.

Модель образования типична для русских фамилий: суффикс -ник указывал на лицо по роду занятий или характерному признаку (сравните: сапожник, плотник, охотник), а затем к основе на -ник прибавился патронимический суффикс -ов. Полынников — буквально «сын Полынника». Форма на -ова — самая распространённая в русской женской фамильной традиции XIX–XX веков, закрепившаяся как официальная.

Регионально фамилия Полынников встречается в центральных и южных областях России, особенно в Воронежской, Тамбовской и Рязанской губерниях, где полынь — обычное растение степной и лесостепной зоны. В документах XVII–XVIII веков можно найти крестьян и однодворцев с таким прозвищем, что указывает на недворянское, простонародное происхождение. Фамилия не относится к числу редких, но и не массовая: по данным современных телефонных справочников, носители сосредоточены в нескольких областях, а не разбросаны по всей стране.

Интересная деталь: в отличие от фамилий, образованных от названий других трав (например, Крапивин, Мятников), Полынников избежал переосмысления в сторону «сладкого» или «нейтрального» образа. Полынь сохранила в фамилии горьковатый оттенок, что не мешало её носителям — в крестьянской среде прозвища не оценивали как обидные, а использовали как рабочие метки. Если и есть альтернативная версия — от географического названия (деревня Полынники или Полынь), — то она менее вероятна: таких топонимов на карте России почти нет, а прозвищный путь для этой фамилии подтверждается типовой словообразовательной моделью.