Фамилия Волонихина — женская форма фамилии Волонихин. Её основа — прозвище или некалендарное имя Волониха. В русской ономастике суффикс -их(а) в прозвищах обычно указывал на женщину, часто жену или вдову человека с мужским именем на -оня или -оля (например, Волоня). Так, Волониха — это «жена Волони» или «женщина из семьи Волони». Само имя Волоня могло быть производным от Володимир (Владимир) через народную форму Володя, где произошла замена согласного: д → н. В северных и сибирских говорах такое чередование встречалось нередко: Володя превращалось в Волоня, отсюда и прозвище Волоня, а затем Волониха.

Географически фамилия Волонихина тяготеет к северным и центральным областям России. Встречается в Вологодской, Архангельской, Кировской областях, а также в Пермском крае. Именно в этих регионах суффикс -их(а) в фамилиях был особенно распространён: он закреплял принадлежность к роду по женской линии, но со временем стал передаваться по наследству как обычная фамилия. В отличие от более южных «-ов» и «-ев», модель на «-ин» с корнем на «-их-» — маркер севернорусского происхождения.

Есть и другая, менее вероятная версия: основа Волон- могла быть связана с диалектным словом «волонь» — так в некоторых говорах называли шерсть, руно, а также вяленую рыбу (от «волить» — вялить). Тогда Волониха — прозвище женщины, занимавшейся обработкой шерсти или вялением рыбы. Но эта гипотеза слабая: слово «волонь» узкорегиональное и почти не встречается в антропонимии, тогда как связка Володя — Волоня — Волониха хорошо прослеживается в исторических документах.

Владелец фамилии Волонихина может с высокой вероятностью считать, что его предки жили на Русском Севере, а сама фамилия образовалась от имени или прозвища, данного по главе семьи. Никаких дворянских корней или известных исторических личностей с этой фамилией не зафиксировано — это типичная крестьянская фамилия, каких в тех краях тысячи.