Фамилия Волвенкова образована от мужской формы Волвенков, а та, в свою очередь, — от прозвища или имени Волвенок. Это типичная модель русских фамилий на -ок/-енок, которая встречается реже, чем стандартные -ов/-ев или -ин. Суффикс -енок в основе фамилии указывает на «сына» или «молодого»: Волвенок буквально значит «маленький Волк» или «детёныш волка». Такая форма характерна для северных и центральных говоров, где прозвища с уменьшительными суффиксами были особенно распространены.

Корень Волв- — вариант древнерусского «волк». В ономастике известно, что прозвища, связанные с волком, давали не обязательно за злобность или хищность. Чаще так называли человека одинокого, угрюмого, либо, напротив, того, кто жил в лесу, занимался охотой или имел волчью повадку — был вынослив и осторожен. В русских фамилиях этот корень встречается в разных формах: Волков (самая частая), Волчков, Волченков, Волкодавов. Волвенков стоит в этом ряду особняком благодаря редкому суффиксу -енок, который сохранился в фамилии как застывший элемент прозвища.

Географически фамилия Волвенков и её женская форма Волвенкова тяготеют к южнорусским областям, особенно к Ростовской и Воронежской, а также к Дону. Это не случайно: в казачьей среде прозвища с уменьшительными суффиксами были обычным делом, и фамилии на -енок там фиксируются чаще, чем в средней полосе. Встречается она и на Урале, но в меньшем числе.

Сословно носители фамилии, скорее всего, относились к крестьянам или однодворцам. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано — это говорит о её «низовой», народной природе. Фамилия не переосмысливалась и не облагораживалась, а сохранила прямую связь с прозвищем предка.

Единственная сложность в разборе — возможная связь с диалектным словом «волвень» (в некоторых говорах так называли увальня, медлительного человека). Но эта версия менее вероятна: суффикс -енок при таком корне дал бы форму Волвенок, что нелогично. Прозвище от «волк» объясняет и смысл, и словообразование проще и естественнее.