Фамилия Брайнинг — редкий случай, когда происхождение почти наверняка немецкое или еврейское (ашкеназское), а не славянское. Об этом говорит характерный суффикс -инг, который в немецкой ономастике указывает на принадлежность к роду или местности: например, «Брайнинг» — это «потомок Брайна» или «житель места Брайнинг». Основа «Брайн» (Bräun, Brein) восходит к немецкому прилагательному «braun» — коричневый. В средние века так могли прозвать человека за цвет волос, кожи или одежды, либо это было прозвище по дому или вывеске (например, в городе был дом «У коричневого»).

Вторая версия, менее вероятная, но возможная для еврейских носителей: фамилия могла быть образована от названия города Брайнинг (Breining) в Баварии или от идишского «брейнинг» — «жжение, обжиг» (по занятию: обжигальщик кирпича или стеклодув). Однако в немецких землях фамилия фиксируется с XIV–XV века, и чаще всего её связывают с баварско-австрийским регионом.

На русскую почву фамилия попала в ходе переселения немцев в Российскую империю при Екатерине II (XVIII век) или с волной еврейской эмиграции в XIX веке. В документах встречается написание «Брейнинг» и «Брайнинг» — это связано с особенностями передачи немецкого дифтонга «ei» (читается как «ай»). В России фамилия осталась редкой, географически привязанной к Поволжью, Сибири и крупным городам (Москва, Санкт-Петербург), куда переселялись немецкие колонисты и ремесленники.

Интересная деталь: в отличие от большинства русских фамилий на -ов/-ев, Брайнинг не склоняется по падежам как прилагательное — это типичная черта немецких фамилий, сохранивших грамматическую форму существительного. Если искать однокоренные параллели, то в немецком есть фамилия Браун (Braun) — та же основа, но без суффикса -инг. Брайнинг — более редкая, локальная форма, указывающая на конкретную родовую ветвь.