Фамилия Валовой — одна из тех, где за простым звучанием скрывается несколько возможных историй. Самая прямая и географически очевидная версия отсылает к слову «вал» — земляной насыпи, которая служила границей города или крепости. Предок, живший у такого вала, на окраине поселения, получал прозвище Валовой. Это объяснение кажется наиболее правдоподобным: фамилия указывает на место жительства, а не на занятие, и такие «топографические» прозвища были широко распространены.

Менее вероятно, но тоже возможно, что прозвище дали по роду деятельности. Глагол «валять» в старину означал не только «катать по земле», но и сбивать шерсть в войлок для валенок или делать кошму. Валовым могли назвать валяльщика — мастера по изготовлению войлочной обуви. Другое, более узкое значение того же глагола — «холостить скот»; такая работа тоже могла закрепиться в прозвище. Наконец, в бытовой речи «валовым» иногда называли человека медлительного, любителя «поваляться», но эта версия выглядит слабее остальных.

По модели образования фамилия типична для русских прозвищных фамилий: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?» — «Валовой сын»). Интересно, что в некоторых говорах ударение могло падать на второй слог (Валово́й), что подчёркивает прилагательное происхождение прозвища. Встречается и родственная фамилия Валов — более короткая, но с тем же корнем.

С точки зрения географии, фамилия Валовой чаще всего встречается в центральных и южных регионах России, особенно там, где сохранились старые укреплённые городища или исторические земляные валы. В письменных источниках XVII–XVIII веков можно найти упоминания крестьян и посадских людей с этим прозвищем, что говорит о его демократичном происхождении: фамилия не была дворянской или привилегированной.