Фамилия Фенелонова — женская форма, в основе которой лежит мужская фамилия Фенелонов. Сразу бросается в глаза редкий суффикс -онов, который встречается гораздо реже, чем привычные -ов или -ев. Такое окончание указывает на то, что основа фамилии, скорее всего, не является славянским именем или прозвищем в чистом виде, а представляет собой адаптированное на русской почве иностранное слово.

Корень «Фенелон» почти наверняка восходит к французской фамилии Fénelon. Самый известный носитель этой фамилии — Франсуа Фенелон, французский писатель и богослов конца XVII — начала XVIII века. В России его имя было хорошо известно в образованных кругах, особенно среди дворянства и духовенства. Фамилия Фенелонова могла возникнуть в среде, где было принято давать «иностранные» прозвища: например, в семинариях. Семинаристам часто присваивали фамилии по именам знаменитых западных богословов, философов или античных авторов. Так, ученик, проявивший способности к риторике или богословию, мог получить прозвище Фенелон, которое затем закрепилось как фамилия.

Другая, менее вероятная версия, — что Фенелонов происходит от искажённого славянского прозвища, например, от слова «феня» (блатной жаргон) или от имени Филон. Но в этом случае мы бы ожидали форму Филонов или Фенин. Суффикс -онов чётко привязывает фамилию к заимствованному слову, которое не склонялось по славянским моделям. Поэтому версия о семинарском происхождении — самая правдоподобная.

С точки зрения географии, фамилия Фенелонов (и её женская форма) встречается преимущественно в центральных регионах России, где были сильны традиции духовного образования, — в Московской, Тверской, Ярославской областях. Встречается она нечасто, что подтверждает её «книжное», искусственное происхождение. В крестьянской среде такой фамилии практически не было: она оставалась уделом потомков духовенства или, реже, обрусевших дворянских родов, связанных с французской культурой.

Таким образом, предки носительницы фамилии Фенелонова, скорее всего, были людьми грамотными, связанными с церковью или образованием. Фамилия не указывает на ремесло или внешность, а несёт в себе отпечаток интеллектуальной истории России, когда русские фамилии заимствовали имена европейских мыслителей.