Фамилия Волнухин образована от мирского имени Волнуха. В древнерусской традиции такие имена давали не при крещении, а в быту, и их значение часто было связано с окружающим миром, природой или промыслом. Волнуха — это народное название гриба, известного также как волнушка, волжанка или волвенка. Слово «волна» в этом контексте не имеет отношения к водяной волне: с ударением на первый слог оно означало «шерсть», «ворс». Гриб получил имя за пушистую, шерстистую шляпку. Называя ребёнка Волнухой, родители как бы вверяли его природе, надеясь, что от гриба к нему перейдут сила, выносливость или другие полезные свойства.

Фамилия построена по простой и распространённой модели: к основе Волнух- добавлен суффикс -ин, который в русских фамилиях указывает на принадлежность («чей?» — сын Волнухи). Такая схема типична для фамилий, образованных от имён и прозвищ, оканчивающихся на -а или -я (ср. Ильин, Птицын). В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые чаще встречаются у потомков людей с основами на твёрдый согласный, -ин — характерный признак южнорусских и центральных регионов, хотя встречается повсеместно.

Версия о происхождении от гриба — основная и наиболее правдоподобная. Альтернативные объяснения, например связь с глаголом «волновать» (в значении «беспокоить»), менее убедительны: прозвище Волнуха в этом случае могло бы означать «беспокойный человек», но такая гипотеза не подкреплена устойчивой народной традицией именования. Ономастический словарь Б. Унбегауна относит подобные фамилии к числу «грибных», что подтверждает природное происхождение основы.

Волнухины могли быть крестьянами или посадскими людьми — мирские имена были особенно распространены в этих сословиях до XVII века, когда церковь начала активнее бороться с двоеименностью. Фамилия не относится к числу частых, но встречается в разных областях России, что говорит о давнем бытовании прозвища Волнуха в нескольких независимых очагах.