Фамилия Вовнянко происходит от украинского прозвища Вовняный, а то, в свою очередь, от слова «вовна» — шерсть. Модель образования типична для украинских фамилий: суффикс -ко указывал на принадлежность, родство, буквально «сын Вовняного». Такая патронимическая форма была распространена на Левобережной и Правобережной Украине, особенно в казачьей среде.

Прозвище Вовняный, скорее всего, профессиональное. Предок носителя фамилии мог торговать шерстью, заниматься прядением или быть шерстобитом — ремесленником, который особым смычком пушил и взбивал шерсть перед прядением или валянием. В условиях натурального хозяйства это было заметное занятие: шерстяные ткани и валяные изделия (войлок, свиты) были в ходу у всех слоёв населения.

Менее вероятна, но возможна версия, что прозвище отражало внешность — густые, «шерстистые» волосы. Однако для украинской ономастики профессиональные прозвища типичнее, чем описательные, особенно если речь о фамилиях с суффиксом -ко, которые часто фиксировали именно род занятий отца.

Интересно, что фамилия сохранила архаичное украинское «вовна» (ср. современное литературное «вовна» — то же значение, но в диалектах встречается и «вовняний»). Это указывает на юго-западные говоры или влияние польского языка (wełna). В русском языке аналогом стала бы фамилия Шерстяков или Шерстобитов, но Вовнянко — пример того, как одна и та же реалия дала разные фамильные формы в зависимости от региональной лексики.

Встречается фамилия преимущественно в центральных и западных областях Украины, а также среди потомков украинских переселенцев в России и странах бывшего СССР. Сословной принадлежности у фамилии нет: её могли носить и казаки, и крестьяне, и мещане, поскольку ремесло шерстобита или торговля шерстью не были монополией одного сословия.