Фамилия Волнин — одна из тех, что образованы от прозвища или мирского имени, а не от крестильного. В её основе лежит древнерусское слово «волна» — в прямом значении «шерсть» (сравните с современным «волна» в значении «водяной вал» — это уже более позднее заимствование из церковнославянского). В старину «волна» означала именно овечью шерсть, руно. Соответственно, прозвище Волна могли дать человеку с мягкими, волнистыми волосами, напоминающими шерсть, либо тому, кто занимался обработкой шерсти — валяльщику, чесальщику или торговцу шерстью. Вторая версия, менее вероятная, связывает фамилию с древнерусским глаголом «волновати» — «вздыматься», «двигаться волнами», но для прозвища такое значение слишком отвлечённое.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Волнин буквально означает «сын Волны» или «человек из рода Волны». Это типичная модель русских фамилий, образованных от прозвищ на -а/-я. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые чаще возникали от имён на твёрдый согласный, -ин закреплялся за основами на -а, -я. Поэтому морфологически фамилия Волнин стоит в одном ряду с Пушкиным, Репиным или Ильиным — все они образованы по одной и той же продуктивной модели XVI–XVII веков.

Географически фамилия редкая и не имеет выраженного «гнезда». Встречается разрозненно: единичные записи есть в бывших Вологодской, Костромской и Вятской губерниях — регионах, где традиционно было развито овцеводство и валяльное производство. Это косвенно подтверждает первую, «шерстяную» версию происхождения: предки Волниных могли быть валяльщиками валенок или шерстобитами. В послереволюционных переписях фамилия фиксируется спорадически, без ярко выраженного ареала.

С точки зрения ономастики, Волнин — пример фамилии, где суффикс и основа не вызывают споров, а вот семантика корня допускает двойное толкование. Словарь современных русских фамилий (под редакцией В. А. Никонова) относит её к группе «профессиональных» прозвищ, хотя прямых документальных подтверждений этому нет — в писцовых книгах XVI–XVII веков прозвище Волна не зафиксировано. Возможно, фамилия возникла позже, в среде крестьян-однодворцев, и не попала в ранние источники.