Фамилия Железняковы — одна из тех, что рассказывает о ремесле предка, не называя его напрямую. В основе лежит прозвище Железняк. На Урале, в старообрядческих и горнозаводских краях, так называли кузнеца — человека, работающего с железом. В некоторых говорах слово «железняк» означало и «торговец железом», что тоже отсылает к деловым занятиям. В любом случае, прозвище относится к «профессиональным» именованиям: оно не описывало внешность или характер, а прямо указывало на род деятельности.

Словообразовательная модель проста и типична для русских фамилий: к основе «Железняк» прибавили суффикс принадлежности «-ов». Так фамилия отвечала на вопрос «чей?» — сын, внук или работник Железняка. Это патронимическая модель, самая массовая в России: примерно 60–70 % всех русских фамилий образованы именно так.

В исторических документах встречаются однокоренные именования. С. Б. Веселовский в своих ономастических работах упоминает Железникова Десятого Борисовича (1568 год, Ярославль) и крестьянина Василия Железо (1495 год, Новгород). Эти записи показывают, что корень «желез-» в прозвищах и фамилиях бытовал на Руси уже в XV–XVI веках, причём в разных регионах.

Интересно, что фамилия Железняковы имеет и более редкую, «географическую» версию происхождения. В некоторых местах «Железняком» могли прозвать не кузнеца, а человека, жившего у железных рудников или работавшего на добыче руды. Это связывает фамилию не только с кузнечным ремеслом, но и с горным делом, особенно актуальным для Урала и Сибири.

О точном месте и времени возникновения фамилии говорить сложно — процесс формирования фамилий был длительным и шёл неравномерно. Крестьяне центральных губерний получали фамилии в основном после отмены крепостного права в 1861 году, а на севере и Урале — раньше. Поэтому Железняковы могли появиться и в XVI, и в XIX веке, в зависимости от региона.

Сегодня фамилия встречается по всей России, но чаще — в областях, связанных с металлургией: Челябинской, Свердловской, Нижегородской. Встречаются и варианты написания: Железняков и Железнякова (женская форма), а также реже — Железников, что может указывать на ту же основу, но с другим суффиксом.