Фамилия Гуленова — женская форма фамилии Гуленов, а та, в свою очередь, образована от прозвища или имени Гулен. В основе почти наверняка лежит тюркский корень «гюль» (gül) — «роза, цветок». Это один из самых распространённых компонентов в тюркских именах и прозвищах: Гуля, Гульнара, Гульмира. Соответственно, Гулен — человек, которого в семье ласково называли «цветочком» или который был связан с цветами (например, торговец или садовод). Имя Гулен могло быть и сокращённой формой от более длинных имён с этим корнем.

Суффикс -ов в фамилии указывает на принадлежность: «сын Гулена» или «из рода Гулена». Такая модель типична для русских фамилий, образованных от прозвищ, но в данном случае первоисточник — тюркский, что наводит на мысль о смешанном происхождении носителей. Фамилия могла возникнуть в среде татар, башкир, казахов или других тюркских народов, которые входили в состав Российской империи и чьи прозвища адаптировались под русскую фамильную систему. Встречается она и у русских, но в этом случае, вероятно, предок получил прозвище Гулен за что-то, связанное с цветком или красотой.

В написании возможны варианты: Гуленова и Гулянова — оба могут восходить к одному корню, различаясь лишь огласовкой. Встречается фамилия в Поволжье, на Урале, в западной Сибири — регионах, где традиционно сильны тюркские влияния. Сословно носители могли быть как крестьянами, так и мещанами, но однозначно сказать, что предки были дворянами, нельзя — фамилия не входит в списки столбового дворянства.