Фамилия Любенова — женская форма от Любенов, а та, в свою очередь, образована от мужского имени Любен. Это редкий случай, когда в основе фамилии лежит не каноническое церковное имя, а народное, славянское, причём с очень прозрачной внутренней формой. Корень «люб-» сразу отсылает к глаголу «любить» и к целому гнезду древнерусских имён-оберегов: Любим, Любава, Любомир. Имя Любен — это, скорее всего, сокращение от двусоставного имени вроде Любомир или Любомысл, но встречалось и как самостоятельное. В старину такое имя могли дать ребёнку, желая, чтобы он рос любимым и любящим, или как охранительное — чтобы злые силы «не позарились» на того, кого так явно любят.

Словообразовательная модель проста: к основе «Любен» прибавили типичный русский патронимический суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?» — Любенов сын). Женская форма Любенова — это, по сути, «дочь (или жена) Любена». Фамилия не дворянская и не княжеская; она относится к массовому пласту фамилий, которые в XIX веке получили крестьяне и мещане. Суффикс -ов (а не -ин) говорит о том, что имя-основа оканчивалось на твёрдый согласный.

Географически фамилия тяготеет к южнорусским и украинским землям, а также к Балканам — имя Любен широко распространено в Болгарии и Сербии. В русских источниках она встречается редко, что делает её ценной для локальной генеалогии: если вы носите фамилию Любенова, ваши предки, вероятно, происходили из южных губерний Российской империи или из среды переселенцев-старообрядцев, где сохранялись древние славянские имена. В написании возможна путаница с фамилией Любимова — но это разные корни: Любим — это полное древнерусское имя, а Любен — его уменьшительная форма, так что фамилии хоть и однокоренные, но не тождественные.