Фамилия Варонина — женская форма фамилии Варонин, а та, в свою очередь, образована от прозвища или нецерковного имени Варона. В отличие от более привычного варианта Воронин (от слова «ворона»), фамилия Варонин встречается реже и указывает на иное произношение или диалектную особенность. В северных и некоторых центральных говорах русского языка было распространено «аканье» на письме: звук [о] в безударном положении передавали буквой «а». Так Воронин мог превратиться в Варонин — это не ошибка, а отражение живой речи предков.

Основа фамилии — слово «варона» (ворона). В старину прозвище Ворона давали не только за внешнее сходство с птицей (темные волосы, крупный нос), но и за наблюдательность, крикливость или привычку собирать блестящие вещи. Учитывая, что ворона в фольклоре считалась вещей птицей, прозвище могло достаться человеку, который умел предсказывать события или просто был не по годам мудрым.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Варона — старший в роду, а Варонин — его потомок. Это типичная патронимическая модель, самая распространенная в русских фамилиях. Варонины, таким образом, — «дети Вароны». Встречается фамилия преимущественно на северо-западе России и в Поволжье, где акающие говоры закрепились сильнее.

Есть и альтернативная версия, менее вероятная: связь с греческим именем Варрон (Barron), которое через византийские святцы могло попасть в русскую среду. Но в таком случае фамилия писалась бы через двойное «р» и имела бы ударение на последний слог — Варро́нин. Учитывая, что в документах фигурирует именно Варо́нин, птичья версия остается основной.

Женская форма Варонина не меняет смысла — она лишь грамматически обозначает, что носительница — женщина из рода Варониных. Фамилия нередкая, но и не массовая: в современных телефонных справочниках ее можно встретить в несколько раз реже, чем Воронину.