Фамилия Штоляков — редкий пример того, как немецкое по происхождению слово прижилось в русской фамильной модели, обрастая типично славянским суффиксом. В основе лежит немецкое Stolle — «столб, подпорка, брус» или, в переносном смысле, «крепкий, устойчивый человек». В южнонемецких диалектах так же называли высокий хлеб — кекс или кулич, но для фамилии вероятнее строительная или плотницкая метафора.

Суффикс -ов прямо указывает на русскую адаптацию: фамилия построена по модели «чьего сына?» — Штолякова. То есть исходное прозвище Штоляк (усеченное от немецкого Stolle с добавлением славянского -як, характерного для украинских и белорусских говоров) получил человек, которого за крепкое телосложение или профессию плотника прозвали «Штоляк» — крепыш, столб. В XIX веке такие прозвища часто давали мастерам, работавшим с деревом, особенно в западных губерниях, где оседали немецкие колонисты.

Географически фамилия тяготеет к югу России и Украине — к зоне активных немецких поселений XVIII–XIX веков. Встречается в документах Екатеринославской, Херсонской и Таврической губерний, а также среди поволжских немцев, перешедших на русские фамильные формы. В отличие от чисто немецких фамилий вроде Штоль или Штолле, вариант Штоляков — гибрид, возникший в смешанной среде, где немецкое прозвище обрусело уже ко второму-третьему поколению.

В словарях русских фамилий (например, у Б. Унбегауна) эта фамилия не упоминается — она осталась за пределами центральных сводов из-за своей малочисленности. Но именно такие «периферийные» фамилии лучше всего показывают, как в Российской империи переплавлялись языки: немецкий корень, малороссийский суффикс и великорусское окончание — три слоя в одной фамилии.