Фамилия Железникова — женская форма, а её основа — мужское прозвище Железник. Образование простое: суффикс -ов- указывает на принадлежность («чей?»), то есть Железникова — дочь или жена человека по прозвищу Железник. Такая модель типична для русских фамилий, закрепившихся в XIX веке.

Самого прозвища Железник могло возникнуть по нескольким причинам. Самая прямая — от слова «железо». В этом случае прозвище давали человеку с твёрдым, несгибаемым характером, либо тому, кто работал с металлом: кузнецу, оружейнику, торговцу скобяным товаром. В русских говорах «железником» называли также торговца железом или мастера по металлу, так что профессиональная версия выглядит очень правдоподобно.

Есть и другая, менее очевидная, но интересная версия: связь с гидронимом — названием реки. В Нижегородской (бывшей Горьковской) области протекает река Железинка. Если предок носителя фамилии жил на её берегу, прозвище Железник могло закрепиться за ним по месту жительства. Такое случалось: реки часто давали названия целым сёлам и их жителям. Обе гипотезы имеют право на существование, но профессиональная кажется более распространённой: фамилий, образованных от названий ремесленников, в России значительно больше, чем от мелких гидронимов.

Фамилия Железникова редкая для дворянских родовых книг — скорее всего, её носили крестьяне, мещане или купцы. Встречается она преимущественно в центральной России и Поволжье, что косвенно подтверждает и речную версию.