Фамилия Шелунов образована от прозвища Шелун, а в его основе, скорее всего, лежит глагол «шелунить» — чистить, снимать шелуху, кожуру. В русских говорах слово «шелун» имело два основных значения. Первое — человек, который занимается шелушением, например, на мельнице или крупорушке. Второе, переносное — бойкий, шаловливый ребенок или пройдоха, тот, кто «обдирает» других, то есть мошенник или плут. Это прозвище могло закрепиться и за тем, кто любил «шелушить» семечки или орехи, что было характерным занятием.

Модель образования типична для русских фамилий: к основе на твердый согласный (-н) добавился патронимический суффикс -ов. Шелунов буквально означает «сын Шелуна». В отличие от фамилий на -ин (от основ на -а/-я), здесь использован суффикс, который в XVI–XVII веках стал доминирующим в центральных и северных регионах России.

Интересно, что у фамилии есть редкий омоним в орловских и курских говорах. Там «шелуном» называли не человека, а вид гриба — сыроежку или волнушку. Однако прозвищ от названий грибов в русской антропонимии почти не встречается, поэтому версия с «шелухой» или «плутовством» выглядит гораздо убедительнее.

В документах фамилия встречается с XVII века. В переписных книгах Воронежского уезда 1670-х годов упоминаются крестьяне Шелуновы, что указывает на ее раннее бытование в черноземной полосе. Позже фамилия распространилась на Дон и в Поволжье, где встречается в среде казачества и мещанства.

Однокоренные фамилии — Шелухин, Шелудяков, Шелухин — образованы от тех же корней, но с разными суффиксами. Шелунов стоит в одном ряду с Шелупаевым и Шелупцовым, где основа та же, но с иным диалектным звучанием.