Фамилия Пчеленок — яркий пример того, как прозвище, данное одному человеку, закрепилось за его потомками в необычной, уменьшительно-ласкательной форме. В отличие от более распространённых Пчелкиных, Пчелиных или Пчельниковых, суффикс -ок указывает не на профессию, а на личную характеристику: Пчеленком могли прозвать невысокого, юркого или трудолюбивого человека, который «жужжал» под нос или постоянно находился в движении. В народе такое прозвище часто давали детям или подросткам, а уж потом оно переходило в фамилию без изменений.

Словообразовательная модель здесь прозрачная: основа «пчел-» (от «пчела») плюс уменьшительный суффикс -ёнок (в диалектном варианте -енок). В русских фамилиях такой формант встречается редко, чаще он характерен для украинских и белорусских фамилий (например, Котенок, Лисенок). Это наводит на мысль, что фамилия Пчеленок могла возникнуть на южнорусских или западнорусских территориях, где аканье и мягкое произношение давали формы вроде «Пчолёнок» или «Пчэленок». В письменных источниках (например, в переписных книгах XVII века) встречаются похожие прозвища, но именно в такой огласовке фамилия остаётся локальной и нечастотной.

Версия о происхождении от названия профессии (пчеловода) менее вероятна: для этого существовали суффиксы -арь, -ник, -ов. Пчеленок — это скорее бытовое, почти ласковое прозвище, которое давали не по роду занятий, а по внешнему сходству или повадкам. Если предок был пасечником, его скорее назвали бы Пчельником или Пчеловодовым. Таким образом, носитель фамилии Пчеленок может считать, что его дальний предок выделялся среди окружающих не ремеслом, а характером — был подвижным, неутомимым или, наоборот, назойливым, как насекомое.

В современных справочниках русских фамилий (например, у Б. Унбегауна) эта форма не упоминается как типовая, что подтверждает её редкость. Встречается она преимущественно в центральных и южных областях России, а также среди потомков переселенцев на Кубани и в Поволжье. Вариант написания с буквой «ё» (Пчолёнок) возможен, но не закреплён в документах — чаще пишут через «е».