Фамилия Проулочнова хранит память о месте, где жил её первый носитель. В основе лежит прозвище Проулочный, образованное от слова «проулок» — так называли переулок, короткую улицу, идущую поперёк других улиц, или просто проход между домами. Человек, получивший такое прозвище, скорее всего, жил в таком проулке, и соседи определяли его по этому адресу: «тот, что с проулка».

Прозвища по месту жительства — один из древнейших способов идентификации человека в те времена, когда фамилий ещё не существовало. В многолюдных городах и сёлах прозвище «Проулочный» помогало отличить одного Ивана от другого, указывая на его двор. Со временем, когда прозвища закреплялись как наследственные именования, потомки этого человека стали писаться Проулочновыми, а женщина из этого рода — Проулочновой.

Слово «проулок» — исконно русское, образованное от «улица» с помощью приставки «про-». Оно широко бытовало в народной речи, в то время как книжное «переулок» чаще встречалось в официальных документах. Выбор народной формы в прозвище говорит о том, что основатель рода был человеком простым, из крестьянской или посадской среды, где говорили живо и естественно, без канцелярских оборотов.

Фамилия образована по стандартной для русской ономастики модели: к основе на -ый присоединился суффикс -ов, указывающий на принадлежность роду. Такой тип фамилий, по наблюдениям Б. Унбегауна, был самым распространённым среди всех сословий, от крестьян до дворян, и не несёт информации о социальном статусе. Притяжательный суффикс -ов в данном случае отвечает на вопрос «чей?» — сын Проулочного.

Прозвища, связанные с топографией поселения, в русских фамилиях встречаются часто, но форма «Проулочнов» — редкая. Гораздо чаще встречаются фамилии от названий улиц, например, Заулошнов или Переулов. Редкость объясняется тем, что прозвище должно было закрепиться именно за главой семьи, а не просто за человеком, жившим в проулке. Кроме того, в некоторых говорах слово «проулок» имело и переносное значение — узкий проход, лаз, что могло указывать на особенности характера или даже профессию человека, например, того, кто знал все проходы и лазейки в городе.

Документальных свидетельств о раннем бытовании фамилии Проулочнова в открытых источниках мало, что типично для фамилий, возникших в среде непривилегированных сословий. Крестьянские фамилии начали массово фиксироваться в ревизских сказках и метрических книгах только в XVIII–XIX веках, поэтому точную дату появления прозвища установить сложно. Можно лишь утверждать, что фамилия сложилась не раньше XVI–XVII веков, когда процесс формирования наследственных именований на Руси стал массовым.

Современное звучание фамилии — Проулочнова — сохраняет в себе архаичное произношение слова «проулок» с чётким [ч], что также указывает на её народное, а не книжное происхождение. В разговорной речи слово могло произноситься и как «проулошный», но в фамилии закрепился вариант с «ч», что отражает более древнюю фонетическую норму.