Фамилия Полуяненков — редкий пример, в котором соединились сразу две модели образования русских фамилий: от уменьшительного имени и от отчества через двойной суффикс. Разобрать её стоит с конца, с суффиксальной цепочки, потому что именно она выдаёт историю.

Основа фамилии — Полуяненко. Это типичная украинская или южнорусская фамилия на -енко (что значит «сын», «потомок»), образованная от личного имени Полуян. Само имя Полуян — народная, обиходная форма канонического имени Полувий или Полувиан (от латинского Paulus — «малый»), либо, что вероятнее, сокращение от Аполлон, Полувий, а иногда и от Полиевкт. В русских говорах имя Полуян встречалось нередко, особенно в крестьянской среде XIX века, и давалось без связи с церковным календарём — как привычное, «домашнее» имя.

Далее: к фамилии Полуяненко добавили русский патронимический суффикс -ов, получив Полуяненков. Такая конструкция — «украинская фамилия + русский суффикс принадлежности» — характерна для переселенцев: когда человек с Украины или Юга России перебирался в великорусские губернии, его фамилию на -енко могли «обрусить», прибавив -ов. То есть первоначально носитель звался просто Полуяненко (сын Полуяна), а его потомки уже стали Полуяненковыми — «из рода Полуяненко».

Географически фамилия тяготеет к юго-западным областям России — Брянской, Курской, Белгородской, а также к бывшим слободским землям Украины. Встречается она нечасто, что подтверждает её происхождение от конкретного прозвищного имени, а не от массового крестильного.

Итог: предок носителя фамилии Полуяненков — человек по имени Полуян (вероятно, невысокого роста или младший в семье, если имя трактовать как «малый»), его сын стал Полуяненко, а внуки уже при переходе в другую административную или диалектную среду получили фамилию на -ов. Никакой тайны или дворянского корня — чисто бытовая, народная ономастика, где каждое звено объясняется простой логикой родства и переселения.