Фамилия Пельпенониева — редчайший случай в русской ономастике, и её разговор начинается не с корня, а с необычного суффикса. Окончание «-ева» указывает на принадлежность к женскому роду (форма от мужской Пельпенониев), но сама основа явно не славянская. Судя по структуре, перед нами фамилия, образованная от полного церковного имени Пельпеноний, которое могло быть греческого или латинского происхождения. В святцах такое имя не встречается, поэтому оно, скорее всего, редкое монашеское или локальное, возможно, связанное с каким-то малоизвестным святым или топонимом.

Если отбросить окончание, остаётся корень «Пельпен-», который не имеет прямых параллелей в русских прозвищах или ремёслах. Это наводит на мысль, что основа происходит от личного имени Пельпен (или Пельпений), которое могло быть заимствовано из западноевропейских языков, например, из немецкого или французского, где встречаются фамилии вроде Pelpen или Pélpène. В таком случае фамилия могла появиться у обрусевшего иностранца — возможно, выходца из немецких колоний или французского гувернёра, который принял православие и получил отчество в русской форме.

Другая, менее вероятная версия — искусственное происхождение. В семинарской среде в XVIII–XIX веках нередко давали фамилии по латинским или греческим словам, иногда слегка искажённым. Пельпенониева могла быть образована от латинского pelvis (таз, чаша) или pulpa (мякоть) с добавлением суффикса, но это звучит натянуто. Гораздо правдоподобнее, что фамилия — это русифицированная форма какого-то западного имени, например, Пельпен (Pelpin) или даже Пельпеньо (Pelpeño), которое в русской среде переделали на церковный лад.

Географически фамилия почти не встречается, что подтверждает её исключительную редкость. В дореволюционных метрических книгах и переписях она могла фиксироваться в единичных случаях, возможно, в столичных губерниях или на юге России, где селились иностранцы. Сегодня носители фамилии — это, скорее всего, потомки одного-двух родов, и её написание могло варьироваться: Пельпенов, Пельпеньев, Пельпенониев. Но именно форма с суффиксом «-иев» выдает книжное, а не народное происхождение — так часто оформляли фамилии от редких календарных имён.