Фамилия Пелянёв — редкий случай, когда за основу взято слово, которое в современном языке почти исчезло. Её ядро — «пеля» или «пелян», и здесь у исследователей нет единого мнения. Самая вероятная версия связывает фамилию с диалектным глаголом «пеля́ть» — в северных и сибирских говорах это означало «бродить, шататься без дела», а также «плутать, сбиваться с пути». Тогда Пелянёв — потомок человека, которого в округе прозвали Пеля́нем за его манеру бесцельно слоняться или за то, что он постоянно терял дорогу. Суффикс -ёв указывает на модель образования от прозвища на -янь: такие формы (вроде Болтун → Болтунов, Гуляй → Гуляев) были типичны для русских фамилий XVI–XVII веков.

Менее распространённая, но тоже возможная гипотеза выводит фамилию от названия рыбы «пелядь» (сибирский сиг). В этом случае Пелянёв мог означать «сын Пеляна» — человека, чьё прозвище произошло от слова «пеля» (сокращённое от «пелядь»). Такие прозвища давали рыбакам или торговцам рыбой. Однако связка «пелядь → Пелян» неочевидна: в русском языке не зафиксирована форма «пелян» как производное от названия рыбы, а вот глагол «пелять» встречается в диалектных словарях. Поэтому первая версия убедительнее.

Словообразовательная модель фамилии — классическая для русского севера и востока: прозвище на мягкий согласный + патронимический суффикс -ев. Фамилия Пелянёв географически тяготеет к Вологодской области, Кировской области и Пермскому краю — как раз к тем регионам, где бытовал глагол «пелять». Встречается она и в Сибири, куда переселенцы принесли и прозвище, и фамилию.

Если предки носителя фамилии жили на севере, они могли быть крестьянами или охотниками: прозвища давали за поведение, и Пелянём могли назвать нерасторопного или рассеянного человека. Но не исключено, что прозвище имело ироничный оттенок — в деревнях часто дразнили «пелями» тех, кто любил побродить по лесу или долго не возвращался с сенокоса. В любом случае, фамилия сохранила старый диалектный пласт, который сегодня почти стёрся из языка.