Фамилию Оленка не стоит путать с украинским уменьшительным именем Оленка (от Олена — Елена). В русской фамильной традиции она образована совсем иначе и восходит к прозвищу или мирскому имени. Основа здесь — «олень», причём не в прямом зоологическом смысле, а как метафора. В древнерусских говорах «олень» могло означать «медлительный, простоватый человек» или, наоборот, «гордый, статный» — по ассоциации с благородным животным. Иногда так называли человека с длинной шеей или большими глазами.

Словообразовательная модель необычна. Суффикс -к- в фамилиях обычно указывает на уменьшительную форму имени (Иван → Иванко → Иванков), но здесь он присоединён прямо к нарицательному «олень». Получается Оленка — нечто вроде «оленёк» или «маленький олень». Такие фамилии с суффиксом -ка на базе прозвищ животных встречаются редко и в основном на юге России и в Белоруссии. Сравните с фамилиями Волчка, Зайка, Медведка — они образованы по тому же принципу.

Вероятнее всего, фамилия Оленка — не от имени, а от прозвища. В пользу этого говорит и отсутствие отчества в основе: если бы фамилия происходила от имени Оленка (Елена), она имела бы форму Оленкин или Оленков. Здесь же финаль -а указывает на то, что прозвище закрепилось без изменений.

Географически фамилия редкая. Встречается в основном на западе Брянской и Смоленской областей, а также в восточных районах Белоруссии — там, где русские и белорусские говоры долго смешивались, а суффикс -ка в фамилиях был более продуктивен. В центральной России и на севере эта модель почти не встречается.

Социальный контекст простой: носители фамилии в XIX веке — крестьяне, реже однодворцы. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано. При переписях фамилию могли записать как Оленка, Оленко или Алёнка — последнее уже результат народной этимологии, когда корень переосмыслили как «Алёна».