Фамилия Новолёнов — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти наверняка связано не с профессией или внешностью, а с бытовой ситуацией. Её ядро — слово «новолён», то есть «новый лён». Так в крестьянской среде могли назвать человека, который первым в деревне засеял поле новой, необычной для этих мест культурой, или того, кто вывел особый сорт льна. Но более вероятно бытовое объяснение: прозвище «Новолён» давали тому, кто одевался в одежду из только что сотканного, ещё не ношеного льняного холста. В условиях, когда льняную одежду носили годами, «новолён» выделялся — либо щегольством, либо тем, что не донашивал за старшими братьями.

Суффикс -ов указывает на стандартную модель русской фамилии: «чей?» — «Новолёнов», то есть сын или потомок Новолёна. Написание через «ё» коренное, а не орфографическая прихоть: ударение падает на последний слог — Новолёнов. Встречающийся изредка вариант Новоленов (с «е») — это либо описка в документах, либо влияние южнорусского акающего говора, где «ё» не различали на письме.

Словообразовательно фамилия стоит в ряду с такими же «бытовыми» прозвищами, как Старолёнов (человек, носящий старый лён) или Белолёнов (по цвету холста). Но Новолёнов — не про цвет, а про новизну. По сути, это «фамилия-ситуация»: она не описывает постоянное качество человека, а фиксирует эпизод его жизни или характерную привычку.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным губерниям России — к регионам традиционного льноводства: Ярославской, Костромской, Вологодской, Тверской. Встречается она нечасто, и это понятно: прозвище слишком конкретное, чтобы стать массовым. Носители Новолёновы, скорее всего, были государственными или помещичьими крестьянами, жившими натуральным хозяйством, где лён был и одеждой, и товаром.

Иных версий происхождения, например от тюркских или финно-угорских корней, нет — основа прозрачно славянская, и попытки искать в ней что-то другое были бы натяжкой. Фамилия Новолёнов — это прямой и почти неискажённый голос деревенского быта, где новизна ткани была событием, достойным прозвища.