Фамилия Воловий — редкий пример прозвищного происхождения, где основой стало прилагательное, а не существительное. В отличие от более распространённых Волов, Воловых или Воловиковых, эта фамилия образована напрямую от слова «воловый» — то есть принадлежащий волу, бычий, крупный и сильный. Суффикс -ий здесь указывает на признак: Воловий — это буквально «тот, кто подобен волу» или «имеющий отношение к волу». Такая модель встречается в украинской и южнорусской антропонимии, где фамилии на -ий, -ый часто фиксировали прозвища: Боровий, Луговий, Костровий.

Прозвище Воловий могли дать крестьянину, который держал волов, пас их или торговал ими. Вол — рабочее животное, символ тягловой силы и терпения, поэтому прозвище могло относиться к человеку физически крепкому, выносливому, медлительному, но надёжному. В говорах «воловый» означало также «упрямый, тяжёлый на подъём». Не исключено, что прозвище закрепилось за тем, кто работал с волами — погонщиком, пахарем, извозчиком.

Географически фамилия Воловий встречается в основном в Украине и на юге России — в бывших чернозёмных губерниях и на Кубани, где волов использовали в хозяйстве до XX века. В центральных великорусских областях она почти не фиксируется, что подтверждает её западнорусское или малороссийское происхождение. В документах XVII–XVIII веков подобные прозвища встречаются среди казаков и крестьян, но конкретных ранних упоминаний фамилии Воловий в открытых источниках немного.

Сравнение с однокоренными фамилиями показывает разницу в суффиксах. Волов — типичная русская патронимическая модель (сын Вола), Воловиков — отчество через суффикс -ик (сын Воловика), а Воловий — исходное прозвище, которое не успело обрасти дополнительными суффиксами. Такая форма архаична и могла сохраниться в крестьянской среде, где фамилии долго оставались неустоявшимися и писались так, как произносились.

В современной России фамилия Воловий редкая, её носители живут преимущественно в Ростовской области, Краснодарском крае и в Крыму. Встречается также в Беларуси, где могла возникнуть независимо от украинского ареала. Несмотря на единичность, фамилия прозрачна по смыслу и не вызывает споров у этимологов: вол — основа, -ий — признак, а сам носитель когда-то был назван по своей связи с этим сильным и важным в хозяйстве животным.