Фамилия Куленева — женская форма, в основе которой лежит мужская фамилия Куленев. В русской традиции такие фамилии образуются с помощью суффикса -а и указывают на принадлежность женщине по отцу или мужу: «чья?» — Куленева.

Мужская фамилия Куленев, в свою очередь, типичная «патронимическая» фамилия на -ев. Суффикс -ев присоединяется к основе, оканчивающейся на мягкий согласный или [й] (в данном случае — на -ень). Сама основа — прозвище или некалендарное имя Кулень. В старину Куленем могли называть человека по сходству с куликом — болотной птицей. Прозвища от названий птиц были распространены на Руси: они могли даваться за внешность (длинноногий, сутулый), манеру поведения (суетливый, крикливый) или привычку носить пеструю одежду. В говорах слово «кулень» могло означать и «вялый, хилый человек», а в некоторых диалектах — «мешок, кулек», что тоже могло стать основой для прозвища.

Фамилия Куленев, судя по географии, встречается в центральных и южных регионах России, а также на Украине. Встречаются варианты написания с одной «н» — Куленев, что объясняется особенностями произношения и записи в дореволюционных документах. В отличие от фамилий на -ин, которые чаще образовывались от основ на -а/-я (Кулешин от Кулеша), модель Куленев — Куленева характерна для основ на мягкий согласный, что указывает на более позднее оформление фамилии или на южнорусское происхождение, где такие формы были особенно распространены.

Социальный состав носителей фамилии Куленев был пёстрым: в документах XVII–XIX веков встречаются как крестьяне и однодворцы, так и представители духовенства. В некоторых случаях фамилия могла быть семинарской, образованной от фамилии преподавателя или от названия церковного прихода, но для Куленева эта версия менее вероятна — слишком прозрачна народная основа. Таким образом, предки Куленевых, скорее всего, получили фамилию по прозвищу родоначальника, которое закрепилось за его потомками.