Фамилия Воловникова — женская форма фамилии Воловников. Её основа — слово «воловник», которое в русских говорах имело два основных значения. Первое — погонщик волов, человек, который управлял упряжкой этих животных. Второе — владелец волов, хозяин, державший волов для работы или перевозки грузов. В XIX веке в южных и центральных губерниях России, где пахоту вели на волах, а не на лошадях, прозвище Воловник было профессиональным и вполне конкретным. Так могли назвать крестьянина, чей основной рабочий скот составляли волы, или наёмного погонщика.

Суффикс -ов- указывает на принадлежность: Воловников — сын Воловника, то есть потомок человека с таким прозвищем. Модель образования типична для русских фамилий второй половины XVII–XIX веков, когда отчества и прозвища закреплялись в качестве наследственных. В отличие от фамилий на -ский или -ин, здесь нет ни географической привязки, ни указания на женское имя — всё сводится к роду занятий или хозяйственному статусу предка.

В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» подобные образования от названий ремесленников и скотоводов разбираются как одни из самых частых: они возникали повсеместно, но особенно плотно — в чернозёмной полосе. Фамилия Воловников встречается в документах по Курской, Воронежской, Тамбовской губерниям, где волы были основой тягловой силы до начала XX века. Встречается и вариант Воловник — без суффикса, но он редок. Ударение в фамилии обычно падает на второй слог: Воло́вников.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Волков, Волковников, Волов — показывает разницу в корнях. Волков образован от имени Волк, а Воловников — от прямого прозвища по занятию. Это делает фамилию прозрачной для этимологии, но не слишком распространённой: по данным современных справочников, носителей Воловниковых в России не более нескольких тысяч, и основная их часть сосредоточена в Центральном Черноземье и на юге Урала.