Фамилия Куленёнок — один из тех редких случаев, когда суффикс сразу выдаёт географию и социальный контекст. Окончание -ёнок (а не -ов или -ин) указывает на северо-западное, а точнее белорусское происхождение. В белорусской ономастике суффикс -ёнок (как и -онок, -еня) — классический патронимический формант, означающий «сын такого-то» или «потомок». Куленёнок буквально значит «сын Кулены» или «маленький Кулена». Если бы фамилия формировалась в центральной России, она звучала бы как Куленов или Куленин.

Основа фамилии — прозвище или некалендарное имя Кулена. В белорусских и польских говорах слово «куля» имеет два значения: «пуля» или «шар, ком». Прозвище Кулена могли дать человеку круглому, плотному, либо, по второй версии, быстрому и резкому — как пуля. Есть и более прозаичный вариант: в западнорусских диалектах «куля» — это мешок, куль. Тогда Куленёнок — потомок того, кто делал кули, торговал ими или просто носил прозвище «Куль». Менее вероятна, но не исключена связь с личным именем Николай через уменьшительную форму Куля (от Микола → Микуля → Куля), однако такая цепочка слишком длинная и нетипичная для белорусской модели.

Фамилия почти не встречается за пределами Беларуси и прилегающих областей России (Смоленщина, Брянщина). В польском языке есть однокоренная фамилия Kuleniewicz, что подтверждает западнославянский след. Куленёнок — фамилия крестьянская, формировавшаяся в среде, где отчество на -ёнок было нормой до XIX века, пока российская администрация не начала унифицировать фамилии по великорусскому образцу. Те, кто остался с таким окончанием, сохранили память о своей региональной и сословной принадлежности.

Словообразовательно фамилия прозрачна: корень кулен- (от куля с суффиксом -ен(а)) плюс патронимический суффикс -ёнок. Ударение, скорее всего, падает на последний слог — Куленёнок, хотя в устной речи иногда смещается на второй слог под влиянием акающих говоров. Исторических носителей в открытых источниках почти нет, что делает фамилию редкой и локальной — её носители, вероятно, до сих пор живут компактно в тех же местах, где она возникла.