Фамилия Воловьева образована от прозвища или нецерковного имени Воловий. В основе лежит прилагательное «воловий» — принадлежащий волу. В старину «Воловием» могли назвать человека, который работал с волами: пастуха, погонщика, земледельца, использовавшего волов для пахоты. Такое прозвище могло указывать и на внешнее сходство — например, на медлительность, силу или упрямство, которые традиционно приписывают волу.

Главная особенность этой фамилии — редкий суффикс -ьев. В русской ономастике фамилии на -ев обычно образуются от основ на мягкий согласный или -й (Илья — Ильин, но притяжательное «Ильев» — от Илей). В случае с Воловьевой исходная форма — не «Волов», а «Воловий». То есть фамилия означает «сын Воловьего» или «из семьи Воловьего». Мужской вариант — Воловьев. Такая модель встречается реже, чем стандартные -ов/-ев, что делает фамилию более узнаваемой.

По географии фамилия Воловьев — преимущественно русская, встречается в центральных областях России, на Волге и в некоторых регионах Урала. В документах XVII–XVIII веков, например, в переписных книгах, можно найти крестьян и посадских людей с прозвищем Воловий, но массовое закрепление фамилии произошло позже, после отмены крепостного права, когда бывшим крепостным давали фамилии по прозвищам их предков.

В отличие от более распространённых фамилий Волков или Волов, Воловьева не связана с тотемным животным или прямым указанием на профессию «волопас». Она скорее подчёркивает индивидуальное прозвище, которое могло закрепиться за конкретным человеком и его потомками. Сравните с похожими по модели фамилиями Козловьев, Коровьев — все они редки и указывают на притяжательное значение «чей?»: «воловьего рода».