Фамилия Пленайтис — редкий случай в русском ономастиконе. Она не вписывается в привычные модели русских фамилий на -ов, -ев, -ин или -ский. Её окончание -айтис сразу указывает на литовское происхождение: это типичный литовский суффикс, образующий фамилии от прозвищ или названий занятий. По-литовски такие фамилии часто заканчиваются на -aitis (мужской род) или -ytė (женский), а в русифицированной записи могли превратиться в -айтис. Так что носитель фамилии Пленайтис — почти наверняка потомок литовцев, живших на территории бывшей Речи Посполитой или в западных губерниях Российской империи, где литовский язык и антропонимика были распространены.

Основа фамилии — «плен-» — может быть связана с литовским словом plėnas (родственное русскому «пленка», «плен» в значении «оболочка», «тонкий слой») или с глаголом plėnyti — «обдирать кору», «сдирать лыко». В таком случае прозвище Пленайтис могли дать человеку, который занимался обработкой лыка, плетением из коры или изготовлением берестяных изделий. Реже, но возможно, корень восходит к слову plėnys — «пепел», «зола» (сравните с литовским plėnėti — «превращаться в пепел»). Тогда прозвище могло относиться к человеку, работавшему с золой (например, золотарь или углежог), либо к тому, кто жил на пепелище.

Встречаются и более экзотические версии. Например, связь с литовским plėnis — «плоский камень» или «плитняк». Но такая гипотеза слабее: для фамилий, образованных от названий камней, в литовском чаще используются суффиксы -is или -ius, а не -aitis. Поэтому версия с ремеслом (лыко, зола) выглядит правдоподобнее.

В русском контексте фамилия Пленайтис могла появиться в XIX — начале XX века, когда литовские крестьяне и мещане получали паспорта и фиксировали фамилии по литовскому образцу. При переписях на русском языке окончание могли записать как -айтис, а в быту — русифицировать до Пленайтов или Пленайцев. Но исходная форма сохранилась у тех, кто не утратил связи с литовским языком или эмигрировал в русскоязычную среду уже с готовой фамилией.

Точных данных о сословной принадлежности носителей нет, но по модели образования фамилия типична для крестьян и ремесленников, а не для дворянства. Встретить Пленайтисов можно в Литве, на северо-западе Беларуси (где есть литовское население) и среди потомков литовских переселенцев в Сибири и на Дальнем Востоке.