Фамилия Железников образована от прозвища Железник. В основе лежит слово «железо» — твердый ковкий металл серебристого цвета. Скорее всего, прозвище отражало личностные особенности родоначальника: твердый, несгибаемый характер, выносливость или даже суровость. В народе железным человеком называли крепкого, здорового, редко болеющего мужчину.

Однако есть и другая, менее очевидная версия. Прозвище Железник могло указывать на ремесло: кузнеца, оружейника или мастера по металлу. В русских говорах «железником» называли торговца железом или того, кто добывал болотную руду. Такая работа была тяжелой и требовала большой физической силы, что тоже хорошо соотносится с образом «железного» человека.

Третья версия связывает прозвище с географией. В Нижегородской (бывшей Горьковской) области протекает река Железинка. В таком случае предок Железниковых мог получить прозвище по месту жительства — на берегу этой реки или в окрестностях. Гидронимическое происхождение для русских фамилий встречается реже, чем профессиональное или прозвищное, но исключать его нельзя: река Железинка — реальный топоним.

Словообразовательная модель типична для русских фамилий: суффикс -ов- присоединяется к основе прозвища на -ик. Форма Железников буквально означает «сын Железника» или «потомок того, кого звали Железник». Фамилия недворянская, скорее всего, крестьянского или мещанского происхождения: такие фамилии на -ов/-ев массово закреплялись за простыми сословиями в XIX веке после отмены крепостного права.

Интересно, что у фамилии есть фонетический двойник — Железняков. Обе образованы от однокоренных прозвищ (Железник и Железняк), которые в говорах могли означать одно и то же. Разница только в суффиксе: -ик и -як. Встречается и вариант Железнов — от более прямого прозвища Железный. Все эти фамилии — родственные, с общим корнем и близкой историей.