Фамилия Ролионова — это женская форма, но разговор о её происхождении логичнее вести с мужского варианта: Ролионов. Эта фамилия встречается редко, и её корень неочевиден на первый взгляд. Самое вероятное объяснение — она образована от имени или прозвища Ролион. В свою очередь, Ролион — это, скорее всего, народная, диалектная форма канонического имени Родион (от греческого «родитель роз» или «житель Родоса»). В русских говорах имя Родион нередко искажали: Родивон, Радион, а в некоторых регионах — Ролион. Такая замена «д» на «л» встречается в живой речи (сравните «ладно» и «радно» в диалектах).

Если исходить из этой версии, фамилия Ролионов — типичный патроним: «сын Ролиона», то есть потомок человека, которого звали Ролион. Суффикс -ов указывает на принадлежность, и модель образования самая распространённая в русском языке. В таком случае предки носительницы фамилии могли быть крестьянами или мещанами из центральной России или Поволжья, где имя Родион было особенно популярно.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с прозвищем от слова «роль» (значение, функция в театре) или «ролик» (небольшое колесо). Однако для прозвища такие основы нетипичны, и имя Родион даёт более естественное объяснение. Географически фамилия Ролионова может быть локальной: в некоторых переписях XIX века встречаются единичные упоминания Ролионовых в Вятской и Пермской губерниях, что косвенно подтверждает диалектный вариант имени. Других надёжных данных о сословной принадлежности или известных носителях нет — фамилия остаётся редкой и малоизученной.