Фамилия Моленов образована от личного имени или прозвища Моленый, и у этого корня два разных смысла. Первый вариант — мирское имя Моленый, которое давали долгожданному ребенку. Моленым дитём называли младенца, выпрошенного у Бога: родители, у которых долго не было детей, давали такое имя желанному наследнику, вкладывая в него просьбу и надежду. В этом случае фамилия Моленов — потомок того самого вымоленного, желанного ребенка.

Второй вариант связывает прозвище Моленый с моленной — комнатой для молитвы или отдельным зданием, которое использовали под церковь иноверцы или раскольники. Тогда фамилия указывает на связь основателя рода с таким местом: он мог быть прихожанином моленной, служить при ней или жить рядом. Эта версия правдоподобна, но менее распространена: в народной среде прозвища по месту молитвы встречались реже, чем имена-обереги, связанные с рождением и судьбой ребенка.

Словообразовательная модель простая: к основе Молен- добавили типичный русский суффикс -ов, который указывает на принадлежность («чей?» — Моленов). Так фамилия закрепилась за потомками человека по имени или прозвищу Моленый. Ударение падает на первый слог, что типично для фамилий, образованных от прилагательных с суффиксом -ен-.

Фамилия Моленов встречается в русских регионах, но не входит в число распространенных. В документах XIX века носители этой фамилии фиксировались преимущественно в центральных губерниях, что косвенно подтверждает народное, а не дворянское происхождение рода. В списках известных деятелей культуры или науки Моленовы не значатся, поэтому говорить о громкой исторической славе не приходится. Зато сама фамилия — живой пример того, как в одном слове соединились церковная лексика и крестьянская традиция именования детей.