Фамилия Леоненок образована от мужского крестильного имени Леон. В переводе с греческого языка это имя означает «лев» — сильное и благородное животное, что в христианской традиции нередко символизировало мужество и царственность. Покровителем имени считается святой Леон Тавматург, однако его житие не связано напрямую с историей фамилии.

Разбираем словообразовательную модель. В фамилии Леоненок выделяется основа Леон- и уменьшительно-ласкательный суффикс -енок, характерный для восточнославянских, особенно белорусских и украинских, фамилий. Этот суффикс указывал на «младшего»: сына, потомка или ученика. То есть Леоненок — буквально «маленький Леон» или «сын Леона». Такая модель типична для фамилий, которые фиксировали прозвище по имени отца в уменьшительной форме, и встречается в основном на территории современной Беларуси и западных областей России.

Скорее всего, основатель рода Леоненка был человеком из привилегированного сословия. Это предположение основано на том, что имя Леон в старину не было широко распространено среди крестьян, его чаще давали в среде духовенства или шляхты. В сочетании с фамильным суффиксом -енок, который мог указывать на принадлежность к роду, а не просто на отчество, это делает версию о дворянском или священническом происхождении правдоподобной, хотя прямых документальных подтверждений для всех ветвей рода нет.

В написании фамилии возможны варианты: Леоненок, Леонёнок, а также Леоненко — под влиянием украинской традиции. В белорусском языке суффикс -енок сохранился именно в такой форме, в то время как в русском языке чаще встречается фамилия Леонов от той же основы имени. Леоненок — более редкая, регионально окрашенная фамилия, которая прямо указывает на географию предков: скорее всего, из Витебской, Могилёвской или соседних областей.