Фамилия Неваленов образована от прозвища Неваленый, и в её основе лежит глагол «валить». Владимир Даль в своём словаре толкует его как «опрокидывать на бок, ронять, бросать». Приставка «не-» вносит значение отрицания, и прозвище Неваленый, скорее всего, получил человек, которого никто и ничто не могло свалить с ног. Поводом для такого именования могла послужить недюжинная физическая сила и невероятная стойкость — качества, которые высоко ценились в среде, где силовой конфликт был обычным делом. Вполне вероятно, что родоначальник фамилии был непобедимым воином или просто человеком, славившимся своим упорством.

Модель образования здесь классическая для восточнославянских фамилий: прозвище на -ый (Неваленый) со временем утратило окончание, и к основе присоединился суффикс притяжательного прилагательного -ов. Так потомки человека с прозвищем Неваленый стали писаться Неваленовыми. По этой же схеме возникли фамилии Непобедимов, Неунываев или, скажем, Несмеянов — все они фиксируют некое качество или состояние, ставшее отличительной чертой предка.

Стоит, однако, оговориться: прозвище могло иметь ироничный оттенок. В крестьянской среде нередко давали «охранительные» имена и прозвища — например, Злоба для доброго человека или Некрас для красавца. Не исключено, что Неваленым называли человека, который, наоборот, часто падал или был неуклюжим, — чтобы отвести от него настоящую беду. Впрочем, эта версия менее убедительна: глагольная основа с отрицанием чаще указывает на реальное качество, а не на противоположное.

Самобытный памятник славянской культуры, фамилия Неваленов не имеет точной географической привязки. Она могла возникнуть в разных регионах независимо, поскольку прозвище легко рождалось на почве общего языка. Суффикс -ов указывает на север и восток Руси, где такие фамилии доминировали, но окончательно говорить о времени и месте происхождения можно лишь на основании серьёзных генеалогических исследований, включающих работу с архивными документами и переписными книгами.