Фамилия Павленова образована от имени Павлен, которое представляет собой уменьшительную форму мужского крестильного имени Павел, означающего в переводе с латинского «малый». Вероятно, основатель рода Павленовых был человеком из простого сословия. Таким образом, потомок человека, обладающего именем Павлен, со временем получил фамилию Павленова.