Фамилия Палуянова — женская форма, а мужская — Палуянов. В центре внимания здесь не столько корень, сколько суффикс. Большинство русских фамилий на -ов/-ев образованы от полных или уменьшительных форм крестильных имён или прозвищ. Палуянов явно восходит к основе «Палуй» или «Палуян». Это некалендарное имя или прозвище, которое в старину давали человеку с определённым характером.

Скорее всего, в основе лежит глагол «паловать» (диалектный вариант «палить», «жечь») или связанное с ним «палуга» — так в некоторых говорах называли головню, горящую ветку, а также нечто обожжённое или опалённое. Человек по прозвищу Палуй мог быть либо кузнецом (работа у горна), либо смолокуром, либо просто иметь смуглую, «опаленную» кожу. Суффикс -ян- в основе (Палуян) мог указывать на принадлежность к определённой местности или на более мягкую, уменьшительную форму имени.

Менее вероятна, но возможна связь с литовским или польским корнем (ср. лит. palūti — «загораться»). В этом случае фамилия могла попасть в русскую среду через западнорусские земли. Географически Палуяновы — фамилия редкая, встречается в основном в Вологодской, Архангельской областях и в Сибири, куда переселялись северные крестьяне. Это подтверждает версию о севернорусском диалектном происхождении.

Сословно предки Палуяновых, скорее всего, были государственными или помещичьими крестьянами, реже — мещанами. Фамилия не дворянская, не княжеская, что типично для прозвищ, образованных от бытовых реалий. В написании стоит обратить внимание на ударение: в фамилии оно падает на второй слог — Палуя́нова, что отличает её от возможных созвучных форм с ударением на первый.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями — Палуев, Палугин, Палюгин, — то Палуянов стоит особняком из-за суффикса -ян-, который часто встречается в украинских и белорусских фамилиях, но в русском языке указывает на старую форму прозвища, застывшую в документах XVII–XVIII веков. Таким образом, фамилия Палуянова — редкий пример, когда прозвище, связанное с огнём или обжигом, донесло до нас память о ремесле или внешности предка.