Фамилия Баленов образована по самой распространённой в русском языке модели — с помощью суффикса -ов. Это значит, что в основе лежит прозвище или имя Бален, а суффикс указывает на принадлежность: «сын Балена» или «из рода Балена». Вопрос в том, что скрывается за этим корнем.

Самая вероятная версия — тюркское происхождение. У многих тюркских народов (казахов, татар, башкир) есть личное имя Бален, которое восходит к слову «бала» — дитя, ребенок. В таком случае имя могло быть охранительным: чтобы злые силы не позарились на младенца, его называли просто «дитя», «малыш». Встречается и вариант Баллен, где удвоение «л» могло исчезнуть в русской записи.

Вторая версия, менее распространенная, связывает фамилию с русским диалектным словом «баленый» — так в некоторых говорах называли беловатый, светлый предмет или животное (от «белый»). Прозвище Баленый могли дать человеку со светлыми волосами или бледной кожей, а фамилия Баленов — это уже его потомок, «Баленов сын». Однако эта гипотеза слабее: в русской ономастике прилагательное «баленый» не фиксируется как устойчивое прозвище, а тюркский след для фамилий Поволжья и Урала гораздо типичнее.

Географически фамилия Баленов чаще всего встречается в Оренбургской области, Башкортостане и Татарстане. Это косвенно подтверждает тюркскую версию: именно в этих регионах активно смешивались русские и тюркские антропонимы. По сословной принадлежности предки Баленовых могли быть как крестьянами, так и казаками (на Урале и в Оренбуржье казачество было многонациональным), но точных данных об этом нет.

Известных исторических носителей фамилия не имеет, что типично для фамилий, возникших в крестьянской или мещанской среде. Сама фамилия — редкая, не входит в списки ста наиболее распространенных русских фамилий.