Фамилия Орленсон — редкий для России пример еврейской фамилии, образованной по немецко-польской модели. Суффикс «-сон» (вариант «-зон») означает «сын», то есть Орленсон — буквально «сын Орла». Это указывает на то, что фамилия возникла в среде ашкеназских евреев на территориях, где в XIX веке действовали законы об обязательной фиксации фамилий — в черте оседлости Российской империи, а также в Царстве Польском и Галиции.

Основа фамилии — «Орл» — это либо прямое прозвище от слова «орёл», либо, что вероятнее, транслитерация еврейского имени Арье (אריה), что на иврите означает «лев». В идише и в обиходе имя Арье часто переводили или заменяли на «Лейб» (лев), но в некоторых регионах, особенно на стыке славянских языков, могли использовать и образ орла — как символ силы и царственности. Таким образом, фамилия Орленсон могла означать «сын того, кого называли Орлом» — либо по имени, либо по прозвищу.

Интересная деталь: в отличие от русских фамилий на «-ов» или «-ин», которые закрепились за крестьянами и духовенством, модель на «-сон» в Российской империи была почти исключительно еврейской. Она не даёт подсказки о сословии предка — носителями могли быть и ремесленники, и торговцы, и раввины. Важно и то, что фамилия не имеет варианта Орленков или Орленко — это сразу указывает на её нерусское происхождение.

Встречается фамилия редко, преимущественно в документах конца XIX — начала XX века из Киевской, Волынской и Подольской губерний, а также в записях эмигрантов, уехавших в США и Аргентину. В современной России носителей мало, чаще фамилия попадается в Израиле и англоязычных странах.