Фамилия Пудовинникова — женская форма от мужской Пудовинников, и её разбор стоит начать не с корня, а с суффикса. Модель на -ов, -ев, -ин здесь не работает: основа оканчивается на -ов, а суффикс — -ин. То есть фамилия образована от прозвища Пудовинник, которое, в свою очередь, указывало на человека, имевшего отношение к «пудовиннику» — так в ряде русских говоров называли торговца или изготовителя товаров, продаваемых пудами, или же того, кто весил товары на пудовой гире. Само слово «пуд» — древнерусская мера веса (около 16,38 кг), а суффикс -овинник характерен для обозначений профессий или занятий по предмету труда (ср. «соловьёвник» — ловец соловьёв). Таким образом, предок носительницы фамилии мог быть весовщиком на рынке, торговцем мукой или солью (их отпускали пудами) или даже казённым служащим при весах.

Версия, что Пудовинникова восходит к имени Пуд (от латинского Pudens — «стыдливый»), маловероятна: от имени Пуд образовались бы фамилии Пудов, Пудин, Пудовский, а не Пудовинников. Промежуточное прозвище Пудовинник — явно не уменьшительное, а профессиональное. Интересно, что в некоторых диалектах «пудовинником» называли и самого крестьянина, который платил оброк пудами зерна, но это уже вторичная метонимия.

Географически фамилия тяготеет к центральным и северным губерниям России — Вологодской, Костромской, Ярославской, где пудовые меры были в ходу до введения метрической системы. Встречается она нечасто, что типично для прозвищных фамилий, не привязанных к церковному календарю. В дореволюционных списках Пудовинниковы фигурируют в основном среди крестьян и мещан, реже — среди купцов, что подтверждает ремесленную или торговую основу прозвища.

Ударение в фамилии — на второй слог: Пудовинникова, хотя в разговорной речи можно услышать и вариант с ударением на третий. Орфография устойчивая, без вариантов написания, что говорит о поздней фиксации фамилии в метрических книгах.