Фамилия Протеняк — редкая и неочевидная для быстрого толкования. Её основа не лежит на поверхности: в отличие от множества фамилий на -ак/-як, образованных от имён или профессий, здесь мы имеем дело с глагольным корнем. Скорее всего, в основе лежит древнерусское или диалектное слово «протень», «протеня» — тот, кто протыкает, прокалывает, или же название колющего инструмента. В некоторых говорах «протень» означало шило, острый прут или даже копьё. Соответственно, первый носитель фамилии мог получить прозвище Протеня за ремесло: сапожник, портной, бондарь — любой мастер, чья работа связана с шитьём, прокалыванием или изготовлением острых предметов.

Суффикс -як в русских, украинских и белорусских фамилиях выполняет роль характеризующей частицы. Он указывает на принадлежность к определённому типу людей или на связь с действием: «Протеняк» — это «тот, кто делает что-то, связанное с протнем». Если бы фамилия имела польское происхождение (где -ak тоже распространён), можно было бы предположить корень «pręt» (прут, стержень) — но написание с «о» и «е» указывает скорее на восточнославянскую, вероятно украинскую или западную русскую, почву.

Встречаемость фамилии крайне низкая. Основной ареал — западные области Украины (Волынь, Ровенщина) и приграничные районы Беларуси. В дореволюционных метрических книгах Протеняки фиксировались в основном среди крестьян и мещан, что типично для фамилий с прозвищной основой, не связанных с духовенством или дворянством. Сословный состав не даёт оснований для версии о происхождении от географического названия или уменьшительной формы имени — слишком редка и «приземлена» семантика.

Есть и менее вероятная, но лингвистически допустимая версия: от глагола «протенять» в значении «протягивать, простирать». В этом случае Протеняк — человек, который что-то протягивает, возможно, торговец или разносчик. Однако эта гипотеза слабее: глагольная основа без конкретного предметного значения реже даёт прозвища, чем название инструмента. Поэтому первая версия — с шилом или колющим предметом — остаётся основной.