Фамилия Пупельников — редкий случай, когда основа, на первый взгляд, отсылает к чему-то несерьёзному, но на деле указывает на вполне конкретное ремесло или бытовую деталь. Слово «пупель» в русских говорах, особенно юго-западных, означало не просто «пупок», а бугорок, выпуклость, шишку или даже завязь на растении. Поэтому прозвище Пупель могли дать человеку с заметной родинкой, невысокому и круглому, либо тому, кто занимался обработкой дерева или металла и делал круглые детали — например, пуговицы, навершия или заклёпки.

Суффикс -ников указывает на профессиональную принадлежность или свойство по отцу. Пупельников — буквально «сын Пупельника» или «человек, связанный с Пупелем». В словообразовательной цепочке сначала возникло прозвище Пупель, от него — фамилия Пупелев (более распространённая), а Пупельников — это уже вторая ступень, означающая «внук Пупеля» или «сын того, кто носил прозвище Пупельник». Такая модель встречается реже, чем простые -ов или -ин, и говорит о том, что фамилия могла закрепиться в среде, где были сильны традиции именования по деду или отцу с указанием на род занятий.

Самая правдоподобная версия — связь с ремеслом. В словаре русских народных говоров есть слово «пупель» в значении «круглый выступ», а в некоторых регионах так называли деревянную пуговицу или застёжку. Пупельников мог быть внуком мастера, который делал такие пуговицы, или человека, торговавшего ими. Менее вероятно, но возможно, что основа восходит к диалектному «пуп» в значении «центр, середина» — тогда прозвище давали крестьянину, жившему в центре деревни или владевшему наделом в центре поля.

Географически фамилия тяготеет к западнорусским и украинским землям, где суффикс -ник в фамилиях встречается чаще, чем в северных регионах. Встречается она крайне редко, поэтому носители, скорее всего, принадлежат к одному или нескольким родственным родам, вышедшим из одной местности. В дореволюционных источниках Пупельниковы могли записываться как мещане или крестьяне, но не дворяне — фамилия не попала в родословные книги, что типично для ремесленных и сельских прозвищных фамилий.

Таким образом, фамилия Пупельников — не случайная игра слов, а указание на предка, который либо внешне выделялся заметной особенностью, либо, что вероятнее, занимался изготовлением круглых обиходных вещей — пуговиц, застёжек или токарных изделий.