Фамилия Вороннина — редкий случай, когда женская форма прочно закрепилась в роли родового имени. Обычно фамилии на -ин образуются от мужских основ (Ворон — Воронин), но здесь мы видим суффикс -ин, присоединённый к женскому имени или прозвищу Воронна. Это не опечатка и не вариант написания «Воронина». Двойное «н» в корне указывает на то, что основа кончалась на -н, и при добавлении суффикса -ин одна буква удвоилась: Ворон-а + -ин = Вороннин. Отсюда и женская форма Вороннина.

Сама основа восходит к слову «ворон» — птице, которая в народной культуре ассоциировалась с долголетием, мудростью и одновременно с тёмными силами. Однако прозвище Воронна могли дать не за внешнее сходство с птицей, а по поведению: например, женщине с густыми чёрными волосами, с хрипловатым голосом или той, что любила носить тёмную одежду. В северных и сибирских говорах «воронна» иногда называли нелюдимую, угрюмую женщину — но не обязательно с негативным оттенком, скорее как констатацию характера.

Географически фамилия Вороннина встречается реже, чем однокоренная Воронина. Основные очаги — Вологодская и Архангельская области, а также Пермский край. Это объяснимо: в северных диалектах дольше сохранялись архаичные формы имён и прозвищ, а двойное «н» в фамилиях — характерная черта севернорусской ономастики. В центральных губерниях такую фамилию скорее упростили бы до Воронина.

С точки зрения словообразования, Вороннина стоит в одном ряду с фамилиями типа Марьин, Натальин, Дарьин — то есть образованными от женских личных имён. Но в отличие от них, Воронна — не каноническое имя, а прозвище. Это значит, что предок носительницы фамилии (или её муж) получил уличное имя Воронна, и уже от него пошла фамилия. В документах XVII–XVIII веков такие формы фиксировали как «Вороннин сын» или «Вороннина жена», что со временем закрепилось как наследственное имя.

В современном русском языке фамилия Вороннина не склоняется по-особому: в мужском варианте — Вороннин (он), в женском — Вороннина (она). Ударение, судя по аналогии с фамилиями на -ина, падает на второй слог: Ворóннина.