Фамилия Пупена — редкий случай, когда прозвище сохранилось почти без изменений, без типичных русских суффиксов -ов, -ев или -ин. Она образована напрямую от прозвища Пупена. Вопрос, что это прозвище означало, имеет два основных ответа, и оба связаны с живой народной речью.

Первый и самый прямой вариант — от слова «пуп» или «пупок». В русских говорах «пуп» могло означать не только часть тела, но и нечто выпуклое, округлое, центральное. Пупеной могли прозвать либо полного, пузатого человека, либо, наоборот, щуплого, маленького — «с пупок». Вторая версия, не менее правдоподобная, — связь с глаголом «пупить» (топырить, надувать) или «пупенить» (ворчать, брюзжать). В этом случае Пупена — человек с характером: надутый, обидчивый или постоянно недовольный.

Модель фамилии — украинского или белорусского происхождения. Суффикс -ен-а типичен для восточнославянских прозвищ, которые впоследствии становились фамилиями без дополнительной русификации. В России такую фамилию могли «подогнать» под стандарт, превратив в Пупин или Пупов, но форма Пупена сохранилась в тех регионах, где сильны были украинские говоры: на юге России, в Курской, Белгородской, Воронежской областях, а также в Беларуси и на востоке Украины.

Сравнение с однокоренными фамилиями подтверждает эту версию. Пупов, Пупин, Пупышев — все они от того же корня, но Пупена стоит особняком. Она не даёт сословной подсказки: её мог получить и крестьянин, и мещанин, и казак. Никаких документальных сведений о древности фамилии нет, но по модели образования она относится к пласту прозвищ XVI–XVII веков, когда прозвище закреплялось за родом без изменений.