Фамилия Поленников напрямую рассказывает о занятии предка: её основа — прозвище Поленник. В большинстве случаев его связывали с глаголом «поленить», то есть рубить или колоть дрова на поленья. Такое именование относилось к «профессиональным» прозвищам и указывало на дровосека или лесоруба. Человек, который весь день работал с топором и поленьями, получал меткое прозвище, а его дети и внуки со временем стали носить фамилию Поленниковы.

Суффикс -ов в фамилии — классическая русская модель отчества-притяжательности: он отвечает на вопрос «чей?» и означает «сын Поленника» или «из рода Поленниковых». Такой способ образования типичен для большинства русских фамилий, сложившихся в XV–XVII веках, когда прозвища главы семьи закреплялись за потомками.

Есть и вторая, менее очевидная версия происхождения. В речи охотников словом «полено» называли волчий хвост — густой, тяжёлый, сбитый. Если прозвище пошло от этого значения, то Поленником могли величать опытного и умелого охотника, который знал повадки зверя. Эта гипотеза правдоподобна, но уступает первой: связь с дровами лежит на поверхности и не требует специального контекста, тогда как охотничий термин был понятен лишь в узкой среде.

Интересно, что фамилия Поленников не единственная в этом ряду. Рядом стоят однокоренные Поленов, Поленовский, Поленьев — все они выросли из одного корня «полено» или связанных с ним слов. Это говорит о том, что прозвище было распространено в разных регионах и независимо возникало в разных семьях. При этом форма Поленников с двойным суффиксом встречается реже, чем простые варианты, что делает её более узнаваемой и конкретной.

Точных сведений о географии фамилии в открытых источниках мало, но по модели образования и корню можно уверенно сказать: предки носителей фамилии жили в лесной полосе России, где рубка дров была обычным и необходимым ремеслом. В переписных книгах и ревизских сказках такие прозвища часто встречались среди крестьян и посадских людей, для которых заготовка дров была будничным делом.