Фамилия Волог — редкий случай, когда прозвище перешло в фамилию почти без изменений, без типичных русских суффиксов -ов, -ев или -ин. Это так называемая «неоформленная» фамилия, которая застыла в форме именительного падежа единственного числа. Такие фамилии чаще встречаются на западе и юге России, в Белоруссии и на Украине, где влияние польской или украинской ономастики было сильнее.

Основа фамилии — слово «волог». В древнерусском языке «волога» означала влагу, сырость, а также навар, похлёбку или вообще жидкую пищу. Родственные слова — «волглый» (сырой, отсыревший) и диалектное «воложить» (смачивать, делать влажным). Таким образом, прозвище Волог могли дать либо человеку с влажной, бледной кожей, либо тому, кто постоянно имел дело с жидкостями — например, повару или работнику на солеварне.

Есть и другая, менее вероятная версия: связь с рекой Вологдой. В таком случае Волог — это сокращённая форма прозвища «Вологжанин», то есть выходец с берегов Вологды или из самого города. Однако образование фамилии напрямую от названия реки без суффикса — нетипично для русской традиции, поэтому эта гипотеза уступает первой.

С точки зрения социальной истории, фамилия Волог — крестьянская или посадская. В дворянских родословных книгах она не зафиксирована. Её носители, скорее всего, принадлежали к простым сословиям, и прозвище отражало их бытовую или профессиональную особенность.

Встречается фамилия крайне редко, преимущественно в центральных и северных областях России, а также в Белоруссии. Варианты написания с одной «г» или с ударением на второй слог (Воло́г) — результат местных говоров и невнимательности писарей при переписях.