Фамилия Коленина — яркий пример «матронимической» фамилии, то есть образованной от женского имени. Вопреки распространённому мнению, что все русские фамилии идут от отцов (Иванов, Петров), существует целый пласт фамилий на -ин, которые восходят к именам матерей, жён или бабушек. В данном случае основа — Колена, уменьшительная форма от женского имени Акилина (в народном произношении Акулина) или, реже, от канонического имени Акилина (с ударением на второй слог). В русских говорах имя Акулина легко превращалось в Колена через утрату начального «а» и смягчение согласного.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — Коленин, то есть сын (или дочь) Колены. Такая модель была особенно распространена в северных и центральных губерниях России, где в быту женщину могли называть по имени мужа, но и фамилии по женской линии давали, если женщина была главой семьи после смерти мужа или пользовалась особым уважением. Впрочем, не исключён и прозвищный вариант: прозвище Колена мог получить мужчина с характерной походкой или, что грубее, с больными коленями — но это менее вероятно, так как для прозвищ чаще использовали суффикс -ов.

Словообразовательно фамилия стоит в одном ряду с такими, как Марьин, Катеринин, Дарьин. Но если те фамилии массовые, то Коленина встречается заметно реже — и это её особенность. Географически фамилия привязана к Вологодской, Костромской и Архангельской областям: именно там в переписных книгах XVII–XVIII веков фиксировались крестьяне с именем Колена. В более южных регионах она почти не встречается, что подтверждает её северное происхождение.

Таким образом, первые носители фамилии — это, скорее всего, крестьяне или посадские люди, в чьей семье женщина по имени Колена (Акулина) была настолько значимой фигурой, что её имя закрепилось за потомками. Никакого отношения к анатомии или титулам фамилия не имеет — это просто память о бабушке или прабабушке, которую в быту звали не полным именем, а ласково: Колена.