Фамилия Полениус — редкий случай в русском ономастиконе. Она явно не крестьянского происхождения и не образована от прозвища или ремесла. Её выдает латинский суффикс -ус, который в России был маркером искусственной, книжной фамилии. Такие фамилии в XVIII–XIX веках получали выпускники духовных семинарий и академий. Семинаристам, у которых не было наследственной фамилии, начальство нередко «переводило» русскую или греческую фамилию на латынь, чтобы звучало учёно и благочестиво. Полениус, скорее всего, и есть такой «латинизированный» вариант.

В основе лежит слово «полено». На первый взгляд, прозвище Полено могло достаться человеку высокому и худому или, наоборот, грубому и несговорчивому. Но семинарская традиция редко брала за основу прямое прозвище — она предпочитала переводить фамилию отца или наставника на латынь. Если отец будущего священника носил фамилию Поленов (или просто имел прозвище Полено), то сын в семинарии мог получить фамилию Полениус — от латинского polenius, что значит «поленный» или «относящийся к полену». Латынь придавала грубоватой основе академический вес.

Есть и вторая, более изящная версия. Фамилию могли образовать от греческого слова πολύς (polys) — «многий», «обильный». В семинариях часто создавали фамилии от греческих корней с благозвучным значением: Полениус могло означать «многочисленный» или «обильный». Однако эта версия менее вероятна: переход греческой «поли-» в русское «поле-» нехарактерен, а фамилии на -ус в основном латинские, а не греческие по форме.

Географически фамилия Полениус встречается точечно, в основном на северо-западе России и в Прибалтике, что тоже подтверждает её «семинарское» происхождение — именно в этих регионах было сильно влияние латинского образования через духовные школы. Среди носителей фамилии были священнослужители, учителя и люди с высшим образованием; в крестьянской среде она не прижилась.

Таким образом, Полениус — не крестьянская и не дворянская фамилия, а искусственная, книжная, созданная в стенах духовного училища. Её носитель почти наверняка потомок семинариста, которому «перевели» фамилию на латынь, оставив в основе либо «полено», либо, что реже, греческий корень со значением «обильный».