Фамилия Пеленок — одна из тех, где не сразу угадаешь исходное слово. На слух она естественно связывается с «пелёнкой», но в русской ономастике такое прямое значение встречается редко: фамилии от названий предметов ухода за младенцем почти не образовывались. Скорее всего, перед нами форма родительного падежа множественного числа от прозвища или имени, записанная в старой, ещё не устоявшейся орфографии.

Самый вероятный источник — прозвище Пелена. В русских говорах «пелена» означала не только кусок ткани, но и туман, дымку, пелену. Так могли назвать человека с плохим зрением («глаза пеленой застилает») или того, кто ходит как в тумане, рассеянного, медлительного. Фамилия Пеленок — это, по сути, «сын Пелены» или «из рода Пелены». Суффикс -ок в данном случае не уменьшительно-ласкательный, а патронимический, как в фамилиях Хромок, Малок, Кривок: он фиксирует прозвище отца в краткой форме.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с диалектным словом «пелень» (лягушка, головастик) или с глаголом «пеленать» в переносном смысле (путать, мешать). Однако эти значения узкорегиональны и не дают устойчивой модели для фамилии.

Географически фамилия Пеленок тяготеет к западнорусским и белорусским землям, где форма на -ок в фамилиях встречается чаще, чем в центральной России. Там же бытуют однокоренные Пеленов, Пеленкин, Пеленя — все они восходят к тому же прозвищному корню.

Интересно, что фамилия не получила распространения среди дворянства или духовенства: она осталась крестьянской или мещанской, а значит, её носители — потомки людей, которых в XVI–XVII веках записали по уличному прозвищу, без связи с профессией или географическим названием. Это делает фамилию Пеленок редким примером, где бытовое слово закрепилось в патронимической форме, сохранив память о внешности или характере предка.