Фамилия Одолёнова — редкий случай, когда в основе лежит не имя и не профессия, а растение с яркой магической аурой. В древнерусском языке «одолень» или «одолен-трава» — народное название кувшинки (водяной лилии). Считалось, что эта трава «одолевает» нечистую силу, болезни и врагов, отсюда и имя-оберег. Человек по прозвищу Одолень или Одолён мог получить такое имя в надежде, что оно защитит его от бед.

Фамилия образована по стандартной модели: прозвище на -ён (усечённая форма от Одолений) плюс типичный суффикс -ов, указывающий на принадлежность: «сын Одолёна». Женская форма Одолёнова — это первоначально «жена Одолёнова» или «дочь Одолёнова». Важно не путать с Одоленовым: здесь ударение падает на второй слог (Одолёнов), тогда как вариант с «е» (Одоленов) встречается реже и может быть искажением при записи.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным губерниям России — Вологодской, Костромской, Ярославской. В этих краях кувшинку действительно называли одоленем, и прозвище могло закрепиться за знахарем или просто человеком, жившим у заросших прудов. В отличие от «ботанических» фамилий типа Романов или Васильков, Одолёновых мало — это штучная фамилия, не размножившаяся через массовое крестьянство.

Словообразовательная модель показывает, что фамилия не дворянская и не искусственная: суффикс -ов без наращения (-ск-) указывает на простое происхождение, скорее всего, из крестьянской или мещанской среды. Никаких данных о знатных родах Одолёновых в истории нет — это фамилия, которая «выросла» из прозвища в конкретной местности.