Фамилия Кляйнрок — редкий пример, когда русская фамилия почти полностью сохраняет немецкое звучание и не переводится на славянский лад. Она составная: первая часть «кляйн» (от немецкого klein — «маленький»), вторая «рок» (от Rock — «кафтан», «верхняя одежда» либо Fels — «скала», хотя это менее вероятно). Скорее всего, перед нами прозвище портного или подмастерья, который шил детскую или укороченную одежду — «маленький кафтан». В немецких землях такие прозвища были распространены среди ремесленников, а в России их получали выходцы из немецких колоний или приглашённые мастера.

В Российской империи фамилия Кляйнрок встречалась преимущественно среди немцев Поволжья и Прибалтики, а также в среде обрусевших иностранцев, служивших по инженерной или медицинской части. Суффикс отсутствует — фамилия застыла в исходной немецкой форме, что указывает на позднее появление в русской среде (не ранее XVIII века) и на то, что её носители долго сохраняли языковую обособленность.

Ошибочно связывать «рок» с «судьбой»: в немецком слово Rock не имеет такого значения. Версия про «маленькую скалу» тоже слаба — в немецкой ономастике составные фамилии на -fels (например, Кляйнфельс) писались бы иначе. Таким образом, Кляйнрок — это фамилия-прозвище по профессии, и предки её носителя, вероятно, были портными, работавшими с верхней одеждой, или же выходцами из немецких ремесленных цехов, осевшими в России.