Фамилия Марцилёнок — редкий пример белорусской модели образования фамилий с суффиксом -ёнок. В белорусской и отчасти западнорусской традиции этот суффикс (как и -онок/-ёнок) означал «маленький», «сын» или «молодой»: так называли детей, учеников или младших членов семьи. По этой же модели сложились фамилии Ковалёнок (сын кузнеца), Гусёнок, Рыжонок. Марцилёнок, соответственно, — «маленький Марциль» или «сын Марциля».

Основа фамилии — имя Марциль. Это не церковнославянская, а народная форма латинского имени Марцелл (Marcellus), которое означало «посвящённый Марсу» или просто «воинственный». В католической и униатской среде имя было распространено на территории современной Западной Беларуси, Литвы и восточной Польши. В православных метриках оно встречается реже, чаще в виде Маркел или Маркиан. Таким образом, фамилия Марцилёнок тяготеет к белорусско-литовскому пограничью, где переплетались католическая и православная традиции, а имена нередко бытовали в местной, «опрощенной» форме.

Интересно, что в русском языке суффикс -ёнок обычно присоединяется к названиям животных (волчонок, лисёнок) или к прозвищам, а к полным именам — редко. В белорусской же ономастике это одна из самых продуктивных моделей для обозначения родства. Поэтому Марцилёнок — не прозвище по внешности или занятию, а именно «патроним», то есть указание на отца. Если бы фамилия закрепилась в великорусских говорах, она почти наверняка приняла бы форму Марцилов или Марцильев.

Ударение в фамилии, скорее всего, падает на последний слог: Марцилёнок. Встречается также вариант Марциленок (с ударением на «и»), но он может быть следствием русификации или ошибки при записи. В польском написании фамилия выглядела бы Marcylenek или Marcylionek, что подтверждает её западнославянские корни.

Сведений о сословной принадлежности носителей фамилии в открытых источниках мало, но по модели образования можно предположить, что предки Марцилёнок были крестьянами или мещанами — фамилии на -ёнок редко встречались у дворянства, которое предпочитало формы на -ский/-цкий или -ович.