Фамилия Провальный — редкий случай, когда основа прозвища не утрачена, а сохранила прямой смысл. В отличие от большинства русских фамилий, образованных от крестильных имён (Иванов, Петров) или названий профессий (Кузнецов, Мельников), эта фамилия восходит к нарицательному слову «провал» или глаголу «провалиться». Исходное прозвище Провальный могли дать человеку, который часто попадал в неприятности, терпел неудачи в делах или, наоборот, славился умением «проваливаться» — внезапно исчезать, прятаться. В народной речи «провальным» называли также глубокий овраг, яму или топкое место; в этом случае прозвище могло закрепиться за жителем, чей дом стоял у такого оврага.

Суффикс -ный (-ной) в основе фамилии — не патронимический, а характерологический. Такие модели встречаются реже, чем стандартные -ов/-ев, и указывают на признак или свойство человека: Провальный, Забавный, Печальный, Смешной. Фамилия могла возникнуть и как прозвище-оберег: родители намеренно давали ребёнку «плохое» прозвище, чтобы отвести от него настоящие беды. По этой логике Провальный — не неудачник, а тот, кого неудачи обходят стороной.

Географически фамилия тяготеет к южнорусским и украинским областям, где активнее бытовали прозвища с суффиксом -ный. В документах XVII–XVIII веков встречаются единичные упоминания казаков и крестьян с таким прозванием, но массового распространения фамилия не получила. В современной России она остаётся редкой, что делает её ценной для генеалогического поиска: круг носителей узок, и восстановить родословную по архивам проще, чем по фамилиям-миллионникам.

Ошибочно связывать фамилию с церковнославянским «провальный» (от «провал» — разрушение) или с профессиональным жаргоном — например, с неудачным спектаклем. Никакого отношения к театру или «провалу» в значении «крах» у фамилии нет. Её корни — в бытовом прозвище, которое либо описывало характер человека, либо указывало на место его жительства.