Фамилия Самулёнок — один из ярких примеров белорусской и украинской модели фамилий с суффиксом -ёнок. В восточнославянской традиции этот суффикс (вместе с -онок, -чат, -еня) изначально имел значение «маленький», «сын» или «потомок». Так, Самулёнок — это буквально «маленький Самул» или «сын Самула». Если у русских фамилии на -ов/-ин стали нормой для крестьян после отмены крепостного права, то в Беларуси и на западе Украины фамилии на -ёнок (Герасёнок, Павленок, Данилёнок) бытовали как полноценная наследственная форма уже в XVI–XVII веках. Это говорит о том, что предки носителя фамилии, скорее всего, происходят из западнорусских земель.

Основа фамилии — личное имя Самул. Это неканоническая, народная форма канонического имени Самуил (древнееврейское Шемуэль — «услышанный Богом»). В крестьянской и мещанской среде полные церковные имена часто сокращали до обиходных вариантов: Самул, Самуля, Самусь. От этих прозвищных форм и пошли фамилии: Самуленко (украинский вариант), Самулёв (русский), Самулёнок (белорусско-польский). Интересно, что суффикс -ёнок в этой фамилии указывает не на географию, а на социальную среду: такая модель была особенно характерна для свободных крестьян и ремесленников, не попавших под крепостное право.

Встречаются и альтернативные, менее убедительные версии. Например, что Самулёнок — производное от прозвища Самуля, данного человеку с тихим, «самоватым» характером, или от диалектного слова «самул» (так в некоторых говорах называли одиночку, нелюдимого человека). Но лингвистически проще и надёжнее связать фамилию именно с уменьшительной формой канонического имени: в белорусской ономастике десятки аналогичных примеров (Михалёнок, Якубёнок, Павлючонок).

Правописание фамилии устойчивое: через букву «ё» и с ударением на последний слог (Самулёнок). В документах советского периода иногда встречалась замена «ё» на «е» (Самуленок), но это не меняло происхождения. В современных базах фамилия встречается преимущественно в Гродненской, Брестской областях Беларуси, а также среди выходцев из этих мест в России и Польше.