Фамилию Попелёнок стоит разбирать с конца, с уменьшительно-ласкательного суффикса -ёнок. В русских, украинских и белорусских фамилиях этот суффикс чаще всего указывает на «младшего»: сына, ученика, подмастерье. По модели Попелёнок — это «маленький Попел» или «сын Попела». Основа здесь прозрачная: «попел» — диалектное и старорусское слово для пепла, золы (в украинском «попіл», в белорусском «попел»). Человек с таким прозвищем мог быть пепельного цвета волос (светлый, седой), либо работать с золой — например, выжигать уголь, золить кожи или золотить поля. Второй вариант правдоподобнее: ремесленные прозвища давали чаще, чем описания внешности, а производство поташа или углежжение были распространёнными промыслами в лесных районах.

Географически фамилия тяготеет к западу и юго-западу: чаще всего её встречали на Гродненщине, Волыни и в Подляшье (современная граница Беларуси и Польши). Там слово «попел» бытовало в бытовой речи, а суффикс -ёнок типичен для белорусской и украинской ономастики. В великорусских землях фамилию почти не фиксировали — там ту же основу оформляли иначе: Попелов, Попелков.

Интересная деталь: фамилия могла возникнуть и как «охранительное» имя. В народной традиции считалось, что если назвать ребёнка «Попел» (пепел), то злые силы не обратят на него внимания — всё неживое, серое, сгоревшее их не интересует. Тогда Попелёнок — это не сын ремесленника, а «пепельный человечек», которого таким именем оберегали от болезней. Обе версии имеют право на жизнь, но ремесленная выглядит более надёжной: прозвища по занятию передавались по наследству чаще, чем магические имена.

В написании путаница бывает редко: ударение всегда на последний слог — Попелёнок. Вариант Попеленок (через «е») — ошибка, искажающая суффикс. Встречается также форма Попелёнко, но это уже украинский вариант с другим суффиксом, хотя корень и смысл те же.