Фамилия Поволин — одна из тех, что кажутся простыми, но при ближайшем рассмотрении открывают несколько возможных путей происхождения. В её основе лежит либо прозвище, либо диалектное слово, а суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — сын Поволи. Это типичная модель русских фамилий от прозвищ или имён, оканчивающихся на -а/-я.

Самая очевидная версия отталкивается от глагола «поволить» — в старых русских говорах это означало «позволить, разрешить, дать волю». Человек по прозвищу Поволя мог быть тем, кто действовал по своему усмотрению, своевольничал, или, наоборот, тем, кто давал другим свободу — нестрогим, уступчивым. В ономастических работах, например у Б. Унбегауна, разбираются фамилии от глагольных форм, и «Поволин» вписывается в ряд таких образований, как «Неволин» (от «неволя») или «Волин» (от «воля»).

Вторая версия, менее распространённая, но имеющая право на существование, связывает фамилию с диалектным словом «повол» или «повола» — так в некоторых областях называли медленный, неторопливый поток воды, заводь или даже тихого, медлительного человека. В этом случае прозвище могло закрепиться за тем, кто жил у такой заводи или отличался спокойным нравом. Однако эта гипотеза менее убедительна, так как корень «вол» (от «воля») встречается в фамилиях гораздо чаще, чем гидронимический «повол».

Иногда фамилию Поволин путают с Поволжиным или Поволокиным, но это разные основы. Встречается также вариант написания через «а» — Паволин, но он, скорее всего, является результатом аканья (произношения «о» как «а»), а не отдельным корнем. Географически фамилия редкая, не имеет ярко выраженной привязки к одному региону, но встречается в центральных и поволжских областях России, что косвенно подтверждает связь с понятием «воля» — в крестьянской среде прозвища такого рода были нередки.