Фамилия Поленок почти наверняка указывает на род занятий предка. В основе лежит прозвище Полен, которым в старину называли плотника. Логика простая: в народе говорили «полено» не только о чурбаке для печи, но и о грубо обтесанном бревне, а мастера, работавшего с таким лесом, могли прозвать Поленом. Суффикс -ок в фамилии — это уменьшительная форма, которая часто закреплялась за детьми: Поленок значит «сын Полена», то есть сын плотника. Такая модель образования через прозвище отца типична для русских фамилий, о чем писал Б. Унбегаун в своих трудах по русской ономастике.

Менее вероятная версия связывает фамилию с крестильным именем Полиен. В переводе с греческого оно означает «многохвальный». От этого редкого имени вполне могла образоваться уменьшительная форма Поленок, которая затем закрепилась как фамилия. Однако эта гипотеза уступает первой по правдоподобию: имя Полиен в русских святцах встречалось редко, а вот прозвища от ремесла были широко распространены. Слабость второй версии еще и в том, что она не объясняет, почему от имени образовали именно форму с корнем «полен», а не более привычную «Полиенов» или «Полин».

Стоит обратить внимание на написание. В фамилии одна буква «н», что говорит в пользу версии о плотнике: слово «полено» пишется именно так. Если бы фамилия происходила от имени Полиен, в ней чаще встречалось бы двойное «н» или иное оформление, как в фамилии Поленов, которая действительно восходит к этому имени. Таким образом, Поленок — это скорее «сын плотника», чем потомок «многохвального».

Региональной привязки у фамилии нет: она встречается в разных областях, но чаще в тех местах, где было развито деревянное зодчество. Исторических документов о конкретных носителях фамилии сохранилось немного, поэтому проследить судьбу первых Поленков сложно. Но сама фамилия говорит о том, что предок был человеком труда, владевшим топором и знавшим толк в дереве.