Фамилия Пэлванов — редкий случай, когда написание прямо указывает на иноязычное происхождение. Буква «э» после твёрдого согласного и само сочетание «Пэл» нетипичны для исконно русских фамилий, которые обычно строятся на славянских корнях (Палкин, Пальцев, Полуянов). Здесь основа, скорее всего, тюркская или персидская.

Самая вероятная версия связывает фамилию с восточным титулом «палван» (или «пехлеван»). В персидском и тюркских языках это слово означало «богатырь», «борец», «силач». В Средней Азии и Закавказье так называли не только атлетов, но и воинов, отличавшихся храбростью. Фамилия Пэлванов — это русифицированная форма отчества: «сын Пэлвана». Её могли получить выходцы из этих регионов, попавшие в состав Российской империи, или русские люди, получившие такое прозвище за необычайную физическую силу — прозвище могли дать по аналогии с былинными богатырями, но через восточную лексику.

Написание через «э» — ключевая деталь. В XIX — начале XX века при записи фамилий в метрических книгах и паспортах часто старались передать звучание исходного слова. Если бы фамилия была русифицирована раньше и глубже, её писали бы как «Палванов» или «Палванин». Вариант «Пэлванов» выдаёт относительно позднюю фиксацию (конец XIX — начало XX века) и стремление сохранить оригинальное произношение. Встречается она преимущественно у потомков осевших в России выходцев из Азербайджана, Дагестана или Средней Азии.

Суффикс «-ов» стандартен для русских фамилий и указывает на принадлежность. Словообразовательная модель проста: имя/прозвище Пэлван → Пэлванов. Фамилия недворянская, не семинарская — она из народной среды, где прозвища давали по заметным качествам человека. Встретить Пэлвановых можно в Москве, Санкт-Петербурге и городах Поволжья, куда в советское время переезжали жители южных республик.