Фамилия Вольвах — редкий случай в русском ономастиконе, где иноязычная основа не была переделана на славянский лад, а сохранила исконное звучание. Скорее всего, это немецкая фамилия, записанная кириллицей. Её разбирают как сложение двух корней: wohl — «благо, добро, благополучие» и wach — «бодрый, живой, деятельный». Смысл прозвища, лёгшего в основу, мог быть близок к «благоденствующий» или «крепкий духом и телом». Вполне возможно, что родоначальник Вольвахов выделялся отменным здоровьем и неизменно бодрым нравом.

Сама модель образования — без суффикса, чистая основа — указывает на то, что фамилия закрепилась в среде немецких колонистов, которые в XVIII–XIX веках переселялись в Российскую империю (Поволжье, Новороссия). В отличие от русских фамилий на -ов или -ин, «Вольвах» не обрусела морфологически: её не переделали в «Вольвахов», а оставили в форме, близкой к немецкому произношению. Это говорит о том, что носители долго сохраняли языковую обособленность или фамилия была записана чиновниками в том виде, в каком её услышали.

Встречается она преимущественно на юге России и Украины — в Запорожской, Днепропетровской, Ростовской областях. География подтверждает связь с ареалами расселения немецких колонистов-меннонитов и лютеран. Альтернативная версия — что корень восходит к диалектному немецкому слову со значением «волк» (Wolf) — менее состоятельна, так как не объясняет вторую часть «-вах». Поэтому двухкорневая трактовка (wohl + wach) остаётся основной в ономастике.

По сословной принадлежности Вольвахи — это, как правило, крестьяне или ремесленники из числа колонистов. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано. С годами написание могло варьироваться: встречаются варианты Вольвах, Вольвак, Вольваг, что связано с особенностями передачи немецкого гортанного звука [x] на письме.