Фамилия Столовой — редкий случай, когда окончание вводит в заблуждение. На слух она воспринимается как женская форма фамилии Столов, но на деле это фамилия мужского рода, застывшая в форме родительного или предложного падежа. Такая модель образования — через окончание -ой — типична для южнорусских и украинских фамилий, где притяжательность передавалась не суффиксом -ов, а падежным окончанием: «чей? — Столовой», то есть «сын Столового» или «человек из семьи Столовых».

Основа фамилии — «стол». В отличие от распространённых «столярных» фамилий (Столяров, Столярчук), Столовой не обязательно связан с изготовлением мебели. Слово «стол» в русских говорах имело и переносные значения: так называли княжеский престол («киевский стол»), а в некоторых регионах — начальника, главу («стол» как место управления, отсюда «столоначальник»). Поэтому предок мог быть не плотником, а, например, человеком, служившим при «столе» — в приказе или канцелярии. Вторая версия — прозвище Столовой дали зажиточному крестьянину, у которого стол всегда ломился от еды, или, наоборот, бедняку, чей стол был пуст.

Географически фамилия тяготеет к югу России: Курская, Воронежская, Ростовская области. Встречается и на Украине, где форма на -ой не редкость (сравните: Довгой, Кривой, Толстой). В северных и центральных регионах России фамилия обычно трансформировалась под влиянием литературной нормы: Столов, Столовский. Так что Столовой — это маркер южного происхождения, сохранивший старую падежную архаику.

Сословного барьера у фамилии не было: её носили и крестьяне, и мещане, и духовенство. В документах XVIII–XIX веков встречаются как «Столовой крестьянин», так и «дьячок Столовой». Ударение в фамилии падает на последний слог: Столово́й. Это важно, потому что в бытовой речи её часто ошибочно произносят как Сто́ловой, путая с прилагательным «столовый» (столовый прибор).